Die größte jemals erstellte Simulation des Universums könnte endlich enthüllen, wie wir hierher gekommen sind

Wie sind wir hierher gekommen? Es sind nicht nur wir Menschen, die um einen hellblauen Punkt herumkriechen, einen Stern umkreisen, einen Stern umkreisen schwarzes Loch Massiv im Universum, durch die lokale Masse rasend. Aber wie kamen der Punkt, der Stern, das Schwarze Loch und der Haufen hierher?

Wie ist alles? Ist dieser Koloss vor Milliarden von Jahren aus dem unvorstellbaren Nichts dort angekommen, wo er jetzt ist?

Das ist richtig, eine Frage der Fragen. Mit dem bislang größten Projekt seiner Art versuchen Astronomen Antworten zu finden – indem sie Computersimulationen des gesamten Universums durchführen.

In der sogenannten Simulation Flamingo (Großräumige Struktursimulation mit Kartierung des gesamten Himmels zur Interpretation der Beobachtung der nächsten Generation) wird ausgeführt Supercomputer in der DiRAC-Einrichtung im Vereinigten Königreich.

Diese Simulation ist intensiv. Sie sollen die Entwicklung aller bekannten Komponenten des Universums berechnen.

Das bedeutet gewöhnliche Materie: Sterne; Galaxien. Alle Dinge, die wir berühren können (sie könnten uns töten, aber wir können es); Dunkle Materie – Die mysteriöse Masse, die eine seltsame zusätzliche Schwerkraft erzeugt; dass es Dunkle Energie – S Geheimnisvolle Macht Was die Expansion des Universums beschleunigt.

Die größte dieser Simulationen enthält 300 Milliarden Teilchen, die der Masse einer kleinen Galaxie entsprechen, in einem kubischen Raumvolumen, dessen Ränder einen Durchmesser von 10 Milliarden Lichtjahren haben.

„Um diese Simulation zu ermöglichen, haben wir einen neuen Code entwickelt, SWIFT, der die Rechenarbeit effizient auf 30.000 CPUs verteilt.“ Astronom Matthieu Schaller erklärtvon der Universität Leiden.

Die vorläufigen Ergebnisse wurden in drei Artikeln veröffentlicht: dem ersten Beschreibung der Methodender Zweite Stellen Sie Simulationen bereit Das dritte sind die Ergebnisse Die Beschreibung der Struktur ist ausführlich Das Universum besteht aus kalter dunkler Materie.

Im dritten Artikel ging es insbesondere darum, die sogenannte 8-Sigma-Bemühung oder … anzusprechen. Stromspannung S ₈. Grundlage dafür ist die Messung der sogenannten kosmischen Strahlung Kosmischer Mikrowellenhintergrund – Schwache Mikrowellenstrahlung, die seit einiger Zeit nach der Steinzeit das Universum erfüllt die große Explosion. Die Analyse dieses Lichts legt nahe, dass das Universum tatsächlich so sein muss Gedrängter Dann ist es.

Denn diese Spannung stellt eine große Herausforderung dar Modell der kalten dunklen Materie Was das Universum betrifft, in dem die Verklumpung stattfinden sollte, hoffen die Forscher, dass Flamingo einige Antworten geben kann.

Bislang ist es ihnen nicht gelungen, dieses Spannungsverhältnis zu lösen – was eine gute Nachricht für die Kosmologie wäre –, aber sie haben etwas über die Durchführung von Simulationen zu sagen: sowohl normale Materie als auch Objekte. Neutrinos Unverzichtbar für genaue Prognosen.

„Obwohl die Dunkle Materie die Schwerkraft dominiert, kann der Beitrag der gewöhnlichen Materie nicht länger vernachlässigt werden.“ sagt Forschungsleiter und Astronom Job Shayvon der Universität Leiden, „weil dieser Beitrag möglicherweise Abweichungen zwischen Modellen und Beobachtungen ähnelt.“

Simulationen mit normaler Materie sind schwierig durchzuführen. Es ist bekannt, dass dunkle Materie nur durch die Schwerkraft mit dem Universum interagiert; Natürliche Materie reagiert auch auf Druck wie Strahlungsdruck und galaktische Winde, die unvorhersehbar und schwer zu modellieren sind. Der Betrieb erfordert viel Rechenleistung, daher müssen wir noch etwas warten, um Antworten zur S-Spannung zu erhalten ₈ Flamingo machen.

Allerdings führten die Forscher eine Reihe von Simulationen durch, um die Zusammensetzung der Struktur des Universums durch Dunkle Materie, gewöhnliche Materie und Neutrinos zu verfolgen, wobei sie die Parameter aller drei variierten, um zu sehen, wie sich dies auf das Endergebnis auswirkt.

„Die Wirkung der galaktischen Winde wurde mit kalibriert Maschinelles Lernen„Vergleich von Vorhersagen aus vielen verschiedenen Simulationen relativ kleiner Größe mit beobachteten Galaxienmassen und Gasverteilung in Galaxienhaufen“, erklärt der Astronom Roy Coghill von der Universität Leiden.

Das Team hat die FLAMINGO-Daten noch nicht öffentlich zugänglich gemacht, da sie mehrere Petabyte groß sind. Jeder Interessierte wird gebeten, eine fundierte Anfrage zu stellen An den entsprechenden Autor.

Die Forschung wurde veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Alle drei Artikel sind zu finden Hier, Hier H Hier.

Geschrieben von Michelle Starr
Veröffentlicht Nr Wissenschaftlicher Alarm