Цялата еволюция на космоса - от Големия взрив до ден днешен (период, покриващ цели 13,7 млрд. години) – бе пресъздадена с изключително висока прецизност с помощта на суперкомпютър.
Чудовищното постижение е описано подробно в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Според изследователите моделът позиционира прецизно галактиките и други структури в местната вселена и съответно показва, че нашето разбиране за силите, задвижващи еволюцията на вселената, е правилно.
Според приетия космологичен модел, наречен Студена тъмна материя (CDM), всички астрономически събития могат да бъдат обяснени посредством поведението на тъмната материя, която се концентрира в специфични буци, известни като хало. Тази парадигма приема, че натрупването на газове и друг материал около въпросните халота в края на краищата довежда до формирането на звезди и галактики. Тя се използва, за да се обяснят няколко свойства на наблюдаемата вселена.
Авторите на изследването обаче подчертават, че предишни симулации, използващи хипотезата за Студената тъмна материя, се фокусират върху произволни райони от небосвода, а не върху целия ни космически квартал. Ето защо те решават да проверят дали моделът може да се използва, за да се пресъздаде с максимална прецизност районът около галактиката Млечен път.
Те вкарват сложните физични уравнения, които лежат в основата на CDM, в суперкомпютър, наречен DiRAC COSmology Machine (COSMA) и разположен в Дърамския университет. На базата на тези уравнения машината започва да симулира цялата история на регион на небосвода, простиращ се на 600 млн. светлинни години от Слънчевата система и представляван от над 130 млрд. симулирани частици.
В региона влизат галактическите купове Дева, Abell 1656 и Персей, както и галактиките Млечен път и Андромеда. Включени са и други космически характеристики като Местната празнина и Великата стена. След като съпоставят методично позиционирането на тези симулирани елементи спрямо реалните астрономични наблюдения, авторите установяват, че моделът е прецизен.
„Тези симулации демонстрират, че стандартния модел на Студената тъмна материя може да произведе всички галактики, които виждаме в нашия квартал“, казва Матю Шалер, един от авторите на проучването.
В сърцето на Млечния път. Източник: Dr Stuart McAlpine
Според съавтора Карлос Френк „симулацията просто разкрива последствията от ефектите на законите на физиката върху тъмната материя и космическия газ през всички 13,7 млрд. години от съществуването на Вселената“.
„Фактът, че успяхме да възпроизведем тези познати структури доказва, че стандартния модел на Студената тъмна материя работи“, допълва още Френк. С други думи – когато става дума за разплитането на мистериите на Вселената, определено сме тръгнали по правилния път.
Ето как щеше да изглежда небето, ако можехме да видим тъмната материя. Източник: Dr Stuart McAlpine
Симулацията, известна като SIBELIUS-DARK, показва също така, че в известен смисъл нашият галактически квартал е аномален – тъмната материя в него е по-малко плътна в сравнение със средните космически стойности. Въпреки това изследователите казват, че техните открития нито оспорват, нито подкопават модела CDM.
Източник: IFLScience
