Jak wszechświat ewoluował w czasie? Nowa symulacja superkomputera dostarczyła, jak twierdzą naukowcy, najdokładniejszego i najbardziej szczegółowego dużego kosmologicznego modelu ewolucji wielkoskalowej struktury wszechświata. Nazywany symulacją Bolszoj, daje fizykom i astronomom nowe, potężne narzędzie do zrozumienia kosmicznych tajemnic, takich jak tworzenie galaktyk, ciemna materia i ciemna energia.
Jeśli symulacja jest prawidłowa, pokazuje, że standardowy model kosmologiczny jest dość precyzyjny.
„Te ogromne symulacje kosmologiczne są niezbędne do interpretacji wyników bieżących obserwacji astronomicznych i planowania nowych dużych badań wszechświata, które mają pomóc w określeniu natury tajemniczej ciemnej energii”, powiedział Anatoly Klypin z New Mexico State University, który napisał kod komputerowy do symulacji, która została uruchomiona na superkomputerze Pleiades w NASA Ames Research Center.
Symulacja śledzi ewolucję wielkoskalowej struktury wszechświata, w tym ewolucję i rozmieszczenie aureoli ciemnej materii, w których galaktyki zlewały się i rosły. Wstępne badania wykazują dobrą zgodność między przewidywaniami symulacji a obserwacjami astronomów.
„W pewnym sensie może się wydawać, że początkowe wyniki są trochę nudne, ponieważ w zasadzie pokazują, że działa nasz standardowy model kosmologiczny”, powiedział współprzewodniczący Joel Primack z University of California, Santa Cruz. „Ekscytujące jest to, że mamy teraz tę bardzo dokładną symulację, która zapewni podstawę wielu ważnych nowych badań w nadchodzących miesiącach i latach”.
Symulacja oparta jest na danych z misji WMAP, która mapuje światło Wielkiego Wybuchu na całym niebie. Według Primacka porównanie prognoz Bolszoj z obserwacjami galaktyk z Sloan Digital Sky Survey wykazało bardzo dobrą zgodność.
Standardowe wyjaśnienie ewolucji wszechświata po Wielkim Wybuchu jest znane jako model Lambda Cold Dark Matter i jest to teoretyczna podstawa symulacji Bolshoi. Według tego modelu grawitacja początkowo działała na niewielkie fluktuacje gęstości występujące wkrótce po Wielkim Wybuchu, aby zebrać razem pierwsze grudki ciemnej materii. Rosły one w coraz większe skupiska dzięki hierarchicznemu łączeniu mniejszych progenitorów. Chociaż natura ciemnej materii pozostaje tajemnicą, stanowi ona około 82 procent materii we wszechświecie. W rezultacie ewolucja struktury we wszechświecie była napędzana oddziaływaniami grawitacyjnymi ciemnej materii. Zwykła materia, która tworzy gwiazdy i planety, wpadła do „studni grawitacyjnych” utworzonych przez grudki ciemnej materii, powodując powstanie galaktyk w centrach aureoli ciemnej materii.
Wydano serię artykułów z symulacji Bolszoj, w tym jedną, która przygląda się charakterystyce aureoli ciemnej materii, oraz drugą, która dotyczy obfitości i właściwości galaktyk przewidywanych przez symulację ciemnej materii Bolszoj.
