Videli smo posnetek posnetka dreves, ki rastejo ali gorovja, celo na površju Zemlje se je pospešilo, da se prikaže, kako so se celine premaknile v svoje današnje konfiguracije in se bodo premikale v prihodnosti.
Sorodne vsebine
- Poslušanje velikega poka
- Hiter ogled po naravi našega vesolja
Zdaj lahko vidimo posnetke vesolja, ki se razvijajo - 13 milijard let kozmične evolucije, vse v kocki 350 milijonov svetlobnih let ob strani - se je skrčilo na zaslon naših računalnikov. Zgoraj video nas tka skozi čas in prostor, ko se plin segreva, zvezde eksplodirajo, nastajajo galaksije, črne luknje požrejo in vesolje se širi. Vidimo ogromna prostorska prostranstva, preslikana kot temna snov, temperatura plina, težke kovine, vidna svetloba - podatki, ki se prekrivajo in prekrivajo skozi 12 milijard 3-D pik.
"Do zdaj še nobena simulacija ni mogla reproducirati vesolja na velikih in majhnih lestvicah hkrati, " pravi Mark Vogelsberger iz MIT / Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko (CfA). Vogelsberger je skupaj z raziskovalci v Nemčiji, Veliki Britaniji in drugih institucijah v ZDA včeraj predstavil svojo simulacijo v Natureu .
To virtualno, a realistično vesolje je bilo zgrajeno z računalniškim programom, imenovanim Illustris, ki je uporabljal kompleksno kodo, da je vesolje zgradil že od začetka, približno 12 milijonov let po velikem udaru.
Ustvarjanje programa, ki obsega več milijard let časa, je zahtevalo dolgotrajne naložbe v človeškem merilu - raziskovalci so pet let razvijali Illustris. Znotraj tega so dejanski izračuni potrebovali tri mesece "časa delovanja" na superračunalnikih in vključevali ogromno 8000 centralnih procesnih enot (CPU-jev, od katerih je vsak "možgan" računalnika), ki delujejo hkrati. Za primerjavo, povprečni namizni računalnik, ki deluje sam, bi to nalogo dokončal v 2000 letih.
Ko se je danes končalo računanje, je Illustris zgradil več kot 41.000 galaksij, skupaj z grozdi galaksije in prazninami, za katere pravijo raziskovalci, da zelo dobro zajamejo bistvo dejanskega vesolja. Povečevanje povečave razkriva ločljivost tako fino, da lahko prikaže kemijo plinov, ki se vrtinčijo v posameznih galaksijah.
Kako deluje simulacija? En majhen vidik temelji na temeljnem principu svetlobe, najhitrejše snovi v vesolju. Svetloba potuje z znano hitrostjo - 299, 792, 458 metra na sekundo - zato, ko s teleskopi gledamo v galaksijo, ki je oddaljena milijardo svetlobnih let, vidimo preteklost - svetlobo, ki je izpuščena pred milijardo let. Tako so bolj oddaljeni astronomi videti, oče nazaj v čas, ki ga lahko vidijo.
Toda opažanja iz teleskopov ustvarjajo samo diskretne koščke evolucije vesolja in ne dovolijo nikomur, da bi videl, kako se recimo določene galaksije spreminjajo skozi čas. Tako so morali raziskovalci, ki so zgradili Illustris, zapolniti ogromne vrzeli v prostoru in času, tako da so preizkusili osnove, kako normalna snov, temna snov in temna energija - glavne "stvari" vesolja - medsebojno delujejo v vesolju. Kot lahko pričakujete, kompleksni fizikalni in kemični procesi vplivajo na oblikovanje kozmičnih struktur.
Trenutna misel nakazuje, da je razvoj značilnosti v vesolju "samoregulirajoč proces, v smislu, da strukture, ki tvorijo, zlasti zvezde in črne luknje, vplivajo na njihovo okolico in kasnejši razvoj struktur naslednje generacije", avtorji pišejo na spletni strani Illustris. "V Illustrisu so celoten kozmični proces, kot so galaktični vetrovi, ki jih poganjajo zvezde in črpanje črne luknje, modelirani skozi vesoljsko zgodovino." Takšne simulacije so ključne za ustvarjanje realističnega sklopa modelirane galaksije.
Drugi videoposnetki, ki so jih pripravili avtorji, prikazujejo posebne rezine simulacije - 13 milijard let temperature plina v vesolju ali popoln razvoj določene galaksije. "Illustris je kot časovni stroj, " pravi soavtor Shy Genel iz organizacije CfA. "V času lahko gremo naprej in nazaj. Simulacijo lahko zaustavimo in približamo enotni galaksiji ali galaksiji, da vidimo, kaj se v resnici dogaja. "
Prav tako se lahko čudimo, ko letimo skozi nitke, ki spominjajo na nevronske mreže, na velikost prostora in časa ter moč človeštva, da ga simulira.
