Simulasi alam semesta terbesar yang pernah ada akhirnya dapat mengungkapkan bagaimana kita sampai di sini: ScienceAlert

Bagaimana kita bisa sampai disini? Bukan hanya kita manusia, yang bergerak pada titik biru pucat, meluncur mengelilingi bintang, meluncur mengelilingi lubang hitam supermasif, meluncur melintasi gugus lokal. Tapi bagaimana titik, bintang, lubang hitam, dan gugusnya bisa sampai di sini?

Sungguh luar biasa besarnya Semuanya Dari semua ini untuk sampai pada keadaan kita sekarang, dari sesuatu yang tidak terbayangkan, miliaran tahun yang lalu?

Itu semua sebenarnya adalah pertanyaan. Dalam proyek terbesar dari jenisnya hingga saat ini, para astronom mencoba menemukan jawabannya – dengan menjalankan simulasi komputer terhadap seluruh alam semesta.

Mereka disebut Flamingo Simulasi (mensimulasikan struktur hidro skala besar penuh dengan pemetaan langit penuh untuk menafsirkan pengamatan generasi berikutnya), dilakukan di Superkomputer di fasilitas DiRAC di Inggris.

Simulasi ini intens. Mereka dirancang untuk menghitung evolusi semua komponen alam semesta yang diketahui.

Artinya materi biasa: bintang; Galaksi. Semua hal yang bisa kita sentuh (mungkin bisa membunuh kita, tapi kita bisa); materi gelap – massa misterius yang menciptakan gravitasi ekstra aneh; Energi gelap – kekuatan misterius yang mempercepat perluasan alam semesta.

Simulasi terbesar ini berisi 300 miliar partikel yang setara dengan massa sebuah galaksi kecil, dalam volume kubik ruang yang lebar tepinya 10 miliar tahun cahaya.

“Untuk memungkinkan simulasi ini, kami mengembangkan kode baru, SWIFT, yang secara efisien mendistribusikan pekerjaan komputasi ke lebih dari 30.000 CPU.” Astronom Matthieu Schaller menjelaskan Dari Universitas Leiden.

Hasil awal dipublikasikan dalam tiga makalah: yang pertama Deskripsi metodekedua Memberikan simulasiYang ketiga adalah hasilnya Deskripsi strukturnya sangat luas Alam semesta berada dalam materi gelap yang dingin.

Secara khusus, makalah ketiga berupaya membahas apa yang disebut 8 sigma, atau S₈ ketegangan. Hal ini didasarkan pada pengukuran alam semesta yang disebut latar belakang gelombang mikro kosmik – radiasi gelombang mikro samar yang memenuhi alam semesta sejak zaman setelah Big Bang. Analisis terhadap cahaya ini menunjukkan bahwa alam semesta pasti seperti ini sekarang Lebih banyak dikelompokkan bersama Dari apa yang dia miliki.

Karena ketegangan ini merupakan tantangan besar Model materi gelap dingin Mengenai alam semesta di mana penggumpalan pasti terjadi, peneliti berharap FLAMINGO dapat memberikan beberapa jawaban.

Sejauh ini, mereka belum mampu menyelesaikan ketegangan ini – hal ini akan menjadi berita besar bagi kosmologi – namun mereka memiliki manfaat dalam menjalankan simulasi: baik materi biasa maupun neutrino sangat penting untuk prediksi yang akurat.

“Meskipun materi gelap mendominasi gravitasi, kontribusi materi biasa tidak dapat lagi diabaikan.” kata pemimpin penelitian dan astronom Job Shay dari Universitas Leiden, “karena kontribusi tersebut bisa serupa dengan penyimpangan antara model dan observasi.”

Simulasi yang melibatkan materi normal sulit dijalankan. Materi gelap diketahui berinteraksi dengan alam semesta hanya melalui gravitasi; Materi alam juga bereaksi terhadap tekanan, seperti tekanan radiasi dan angin galaksi, yang tidak dapat diprediksi dan sulit untuk dimodelkan. Dibutuhkan banyak daya komputasi untuk menjalankannya, jadi kita harus menunggu lebih lama untuk mendapatkan jawaban di S₈ Stres flamingo.

Namun, para peneliti menjalankan serangkaian simulasi yang melacak komposisi struktur alam semesta pada materi gelap, materi biasa, dan neutrino, memvariasikan parameter ketiganya untuk melihat bagaimana hal ini memengaruhi hasil akhir.

“Efek angin galaksi dikalibrasi menggunakan pembelajaran mesin, dengan membandingkan prediksi dari berbagai simulasi berukuran relatif kecil dengan massa galaksi yang diamati dan distribusi gas di gugus galaksi,” jelas astronom Roy Coghill dari Universitas Leiden.

Tim belum mempublikasikan data FLAMINGO karena ukurannya beberapa petabyte. Siapapun yang tertarik dianjurkan untuk mengajukan pertanyaan dengan sopan Dengan penulis yang sesuai.

Penelitian ini dipublikasikan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society. Ketiga lembar tersebut dapat ditemukan Di Sini, Di SiniDan Di Sini.