Az eddigi leghatalmasabb szimulált univerzum

A Zurich Egyetem kutatói egy szuperszámítógép segítségével leszimulálták az egész univerzum kialakulását. A gigantikus 25 milliárd virtuális galaxist összesen 2 billiárd digitális részecske alkotta. Ezekből az adatokból létrejövő katalógust felhasználva a tudósok pontosabban tudják bekalibrálni a 2020-ra tervezete Euclid műhold kísérleteit. A műhold célja a rejtélyes sötét anyag és sötét energia természetének kivizsgálása.

A Zurich Egyetem asztrofizikusainak több mint 3 évbe telt kifejleszteni és megfelelően optimalizálni a forradalmi kódot, ami eddig nem látott pontossággal írja le a sötét anyag dinamikáját és az univerzum nagy méretű struktúráinak formálódását.

A tudósok a PKDGRAV3 nevű kódot a modern szuperszámítógépek rendelkezésre álló memóriájára és számítási erejére tervezték, mint amilyen a Svájci Nemzeti Számítástechnikai Központ “Piz Daint” szuperszámítógépe. A kód végrehajtása még ezen az egyik élvonalban lévő gépen is 80 órát vett igénybe, ami alatt egy 2 billiárd makrorészecskéből – a sötét anyagot szimbolizálva – épült fel, amiből összesen 25 milliárd galaxist vontak ki.

A számítás rendkívüli pontossága miatt – ahol a sötét energia saját gravitációja miatt bekövetkező fejlődését is figyelembe vették – a kutatók kis koncentrációjú anyagok – úgynevezett sötét anyag koszorú – kialakulását is leszimulálták. A feltételezések szerint a Tejútrendszer is ilyen körülmények között jött létre. A szimuláció egyik legnagyobb kihívása a kis méretű galaxisok – a Tejút egy tizede – lemodellezése volt, az egész ismert univerzum méretű volumenben. Ezt az alapkövetelményt a Euclid küldetés szabta meg, aminek a fő célja az univerzum sötét oldalának a vizsgálata lesz.

A feltételezések szerint az univerzum 95%-a ‘sötét’ lehet – 23% sötét anyag 72% sötét energia.

“A sötét energia természete továbbra is az egyik fő megoldatlan kérdés a modern tudományban,” mondta Romain Teyssier, a Zurich Egyetem számítástechnikai asztrofizika professzora.

A kérdést a tudomány jelenlegi állása szerint csak indirekt módon lehet vizsgálni. Az Euclid műhold több milliárd galaxisból érkező fényt fog összegyűjteni, amiből a csillagászok képesek lesznek kimutatni a láthatatlan tömeg – sötét anyag – által okozott enyhe torzulásokat.

“Ez hasonló ahhoz, mint amikor a fény megtörik egy egyenetlen üveglapon,” mondta Joachim Stadel, a Zurich Egyetemtől.

Ez az adatkatalógus sokat segít majd a Euclid kísérleteinek optimalizálásában, hogy minimalizálják a különböző hibaforrásokat, mielőtt még a műhold elindulna a 6 évesre tervezett adatgyűjtő útjára.

“Az Euclid egy tomográfiás térképet fog létrehozni az univerzumról, amivel több mint 10 milliárd évre tekinthetünk vissza a kozmosz fejlődésében,” mondta Stadel.

A tudósok a sötét anyag természetének megértése mellet azt remélik, hogy az adatok több új dolgot ‘hoznak ‘ majd magukkal, például az általános relativitás új módosított változatát vagy új egzotikus részecskék felfedezését.

Forrás: springeropen.com | Kép: Joachim Stadel, UZH

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás