Jedną z wiodących teorii ewolucji wszechświata po Wielkim Wybuchu jest teoria Cold Dark Matter (CDM). Teoria ta sugeruje, że chłodna ciemna materia poruszała się powoli we wczesnym wszechświecie, umożliwiając skupianie się materii i tworzenie gromad galaktyk, które widzimy, zamiast równomiernego rozkładu materii we wszechświecie. Korzystając z właściwości teorii CDM, astronomowie niedawno uruchomili intensywny program komputerowy wykorzystujący jeden z najpotężniejszych superkomputerów na świecie do symulacji halo ciemnej materii otaczającej naszą galaktykę. Symulacja ujawniła gęste skupiska i strumienie tajemniczej ciemnej materii czające się w naszej galaktyce Drogi Mlecznej, w tym w regionie naszego Układu Słonecznego.
„W poprzednich symulacjach ten region wyszedł gładko, ale teraz mamy wystarczająco dużo szczegółów, aby zobaczyć grudki ciemnej materii”, powiedział Piero Madau, profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz.
Ta symulacja, szczegółowo opisana w artykule w czasopiśmie Natura, może pomóc naukowcom dowiedzieć się, czym tak naprawdę jest ciemna materia. Do tej pory został wykryty tylko poprzez wpływ grawitacyjny na gwiazdy i galaktyki. Inna część teorii CDM mówi, że ciemna materia składa się ze słabo oddziałujących masywnych cząstek (WIMP), które mogą się wzajemnie anihilować i emitować promienie gamma podczas zderzenia. Promienie gamma z anihilacji ciemnej materii mogą być wykryte przez niedawno wprowadzony kosmiczny teleskop wielkopowierzchniowy Gamma-ray (GLAST).
„To sprawia, że jest to ekscytujące” - powiedział Madau. „Niektóre z tych grudek są tak gęste, że emitują dużo promieni gamma, jeśli dojdzie do anihilacji ciemnej materii, i GLAST może je łatwo wykryć.”
Jeśli tak, byłoby to pierwsze bezpośrednie wykrycie WIMPS.
Chociaż natura ciemnej materii pozostaje tajemnicą, wydaje się, że stanowi około 82 procent materii we wszechświecie. Kępy ciemnej materii stworzyły „studnię grawitacyjną”, która przyciąga zwykłą materię, powodując powstanie galaktyk w centrach halo ciemnej materii.
Wykorzystanie superkomputera Jaguar w Oak Ridge National Laboratory trwało około miesiąca, aby przeprowadzić symulację rozkładu ciemnej materii przez 13,7 miliarda lat - od okresu Wielkiego Wybuchu aż do obecnej epoki. Obliczenia działające równolegle na 3000 procesorów wykorzystały około 1,1 miliona godzin procesora.
Źródło: PhysOrg
