Как се е развила Вселената с течение на времето? Нова суперкомпютърна симулация предостави това, което учените казват, че е най-точният и детайлен голям космологичен модел на еволюцията на мащабната структура на Вселената. Наричана симулация на Болшой и дава на физиците и астрономите мощен нов инструмент за разбиране на космически мистерии като формиране на галактики, тъмна материя и тъмна енергия.
Ако симулацията е правилна, това показва, че стандартният космологичен модел е сравнително спот.
„Тези огромни космологични симулации са от съществено значение за интерпретиране на резултатите от текущите астрономически наблюдения и за планиране на новите големи проучвания на Вселената, които се очаква да помогнат за определяне на природата на тайнствената тъмна енергия“, казва Анатолий Клипин от държавния университет в Ню Мексико, който написа компютърния код за симулацията, която се изпълняваше на суперкомпютъра Pleiades в изследователския център на НАСА Еймс.
Симулацията проследява еволюцията на мащабната структура на Вселената, включително еволюцията и разпределението на ореолите на тъмната материя, в които галактиките се слепват и растат. Първоначалните проучвания показват добро съгласие между прогнозите на симулацията и наблюденията на астрономите.
„В един смисъл може да смятате, че първоначалните резултати са малко скучни, защото в основата си те показват, че нашият стандартен космологичен модел работи“, казва ко-лидерът Джоел Примак от Калифорнийския университет в Санта Крус. „Впечатляващото е, че сега имаме тази много точна симулация, която ще даде основа за много важни нови проучвания в следващите месеци и години.“
Симулацията се основава на данни от мисията WMAP, която е картографирала светлината на Големия взрив в цялото небе. Сравнението на прогнозите на Болшой с галактическите наблюдения от Sloan Digital Sky Survey показа много добро съгласие, каза Примак.
Стандартното обяснение за това как еволюира Вселената след Големия взрив е известен като модела на Lambda Cold Dark Matter и е теоретична основа за симулацията на Болшой. Според този модел гравитацията действа първоначално при леки колебания на плътността, присъстващи малко след Големия взрив, за да се съберат първите бучки тъмна материя. Те прерастваха в по-големи и по-големи буци чрез йерархичното сливане на по-малки потомци. Въпреки че природата на тъмната материя остава загадка, тя представлява около 82 процента от материята във Вселената. В резултат на това еволюцията на структурата във Вселената се ръководи от гравитационните взаимодействия на тъмната материя. Обикновената материя, която образува звезди и планети, попадна в „гравитационните кладенци“, създадени от бучки тъмна материя, пораждайки галактики в центровете на ореолите на тъмната материя.
От симулацията на Болшой са изведени серия от документи, включително една, която разглежда характеристиките на ореолите на тъмната материя и друга, която разглежда изобилието и свойствата на галактиките, предвидени от болшойската симулация на тъмна материя.
