תמונה מדומה המציגה את התפלגות החומר ביקום. אשראי תמונה: MPG. לחץ להגדלה.
קונסורציום הבתולה, קבוצה בינלאומית של אסטרופיסיקאים מבריטניה, גרמניה, יפן, קנדה וארה"ב פרסמה היום (2 ביוני) תוצאות ראשונות מהסימולציה הגדולה והריאליסטית ביותר אי פעם להתפתחות המבנה הקוסמי והיווצרות גלקסיות ו קוואזרים. במאמר שפורסם ב"טבע ", קונסורציום הבתולה מראה כיצד השוואת נתונים מדומים כאלה לסקרים תצפיתיים גדולים יכולה לחשוף את התהליכים הפיזיים העומדים בבסיס בניית גלקסיות אמיתיות וחורים שחורים.
"סימולציה המילניום" השתמשה ביותר מעשרה מיליארד חלקיקי חומר כדי להתחקות אחר ההתפתחות של התפלגות החומר באזור מעוקב היקום יותר משני מיליארד שנות אור בצד. היא החזיקה את מחשב העל הראשי במרכז מחשבי העל של חברת פלנצ'ק בגארצ'ינג, גרמניה שכבשה במשך יותר מחודש. על ידי יישום טכניקות דוגמנות מתוחכמות על 25 הטרה-בייט (25 מיליון מגה-בייט) של תפוקת האחסון, מדעני מזל בתולה מסוגלים ליצור מחדש היסטוריות אבולוציוניות לכ -20 מיליון הגלקסיות שמאוכלסות בנפח אדיר זה ולגבי החורים השחורים העל-מסיביים הנראים מדי פעם כקוואסרים בלבם. .
טלסקופים רגישים למיקרוגלים הצליחו לדמיין את היקום ישירות כשהיה בן 400,000 שנה בלבד. המבנה היחיד באותה תקופה היה אדוות חלשות בים אחיד אחרת של חומר וקרינה. האבולוציה המונעת על ידי הכבידה הפכה בהמשך אדוות אלה למבנה העשיר ביותר שאנו רואים כיום. צמיחה זו נועדה לבצע סימולציה של המילניום, כאשר המטרות התאומות של הבדיקה שהפרדיגמה החדשה הזו להתפתחות קוסמית אכן תואמת את מה שאנחנו רואים, ובחינת הפיזיקה המורכבת שהולידה גלקסיות וחורים שחורים מרכזיים שלהם. .
ההתקדמות האחרונה בקוסמולוגיה מדגימה שכ -70 אחוז מהיקום שלנו מורכב כיום מאנרגיה אפלה, שדה כוח מסתורי הגורם לו להתרחב במהירות רבה יותר. כרבע מורכב ככל הנראה מחומר כהה קרה, סוג חדש של חלקיק יסודי שטרם התגלה ישירות על כדור הארץ. רק כחמישה אחוזים נוצרים מחומר האטומי הרגיל שאנו מכירים, רובו מורכב מימן והליום. כל המרכיבים הללו מטופלים בסימולציה של המילניום.
במאמר הטבע שלהם, מדעני הבתולה משתמשים בסימולציה של המילניום כדי לחקור את הצמיחה המוקדמת של חורים שחורים. סקר השמיים הדיגיטליים Sloan (SDSS) גילה מספר קוואזרים רחוקים מאוד ובהירים מאוד שנראים כמארחים חורים שחורים מסיבי פי מיליארד לפחות מהשמש בתקופה שהיקום היה פחות מעשירית בגילו הנוכחי.
"אסטרונומים רבים חשבו שזה בלתי אפשרי להתיישב עם הצמיחה ההדרגתית של המבנה שנחזה מהתמונה הסטנדרטית", אומר ד"ר וולקר ספרינגל (מכון מקס פלאנק לאסטרופיזיקה, גארצ'ינג), מנהיג פרויקט המילניום והסופר הראשון של המאמר, "בכל זאת כאשר ניסינו את דגמי הגלקסיה והקוואזר שלנו, גילינו שכמה חורים שחורים מסיביים נוצרים מוקדם מספיק כדי להסביר את קוואזארות SDSS הנדירות ביותר. מארחי הגלקסיה שלהם מופיעים לראשונה בנתוני המילניום כאשר היקום בן כמה מאות מיליוני שנים בלבד, ועד היום הם הפכו לגלקסיות המסיביות ביותר במרכזי אשכולות הגלקסיה הגדולות ביותר. "
עבור פרופ 'קרלוס פרנק (המכון לקוסמולוגיה חישובית, אוניברסיטת דורהאם), ראש מזל בתולה בבריטניה, ההיבט המעניין ביותר של התוצאות המקדימות הוא העובדה שהסימולציה של המילניום מדגימה לראשונה שהדפוסים האופייניים הוטבעו בנושא. התפלגות בתקופות מוקדמות ונראית ישירות במפות המיקרוגל, עדיין צריכה להיות קיימת וצריכה להיות ניתנת לגילוי בהתפלגות הגלקסיות הנצפות. "אם נוכל למדוד את הברון מתנודד מספיק טוב", אומר פרופ 'פרנק, "אז הם יספקו לנו מוט מדידה סטנדרטי המאפיין את הגיאומטריה וההיסטוריה של ההתפשטות של היקום וכך ללמוד על אופייה של האנרגיה האפלה."
"הדמיות אלה מייצרות תמונות מדהימות ומייצגות אבן דרך משמעותית בהבנתנו את האופן שבו היקום הקדום התגבש." אמר מנכ"ל PPARC, פרופ 'ריצ'רד ווייד. "סימולציה של המילניום היא דוגמה מבריקה לאינטראקציה בין תיאוריה לניסוי באסטרונומיה, שכן ניתן להשתמש בתצפיות האחרונות על אובייקטים אסטרונומיים כדי לבחון את התחזיות של מודלים תיאורטיים בתולדות היקום."
היישומים המעניינים והמרחיקי לכת של סימולציה המילניום הם עדיין אמורים להגיע לפי פרופ 'סיימון ווייט (מכון מקס פלאנק לאסטרופיזיקה) העומד בראש מאמצי מזל בתולה בגרמניה. "קמפיינים תצפיתיים חדשים מספקים לנו מידע עם דיוק חסר תקדים לגבי תכונות הגלקסיות, החורים השחורים והמבנה הגדול בקנה מידה של היקום שלנו," הוא מציין. "היכולת שלנו לחזות את השלכות התיאוריות שלנו חייבת להגיע לרמת דיוק תואמת אם אנו משתמשים בסקרים אלה ביעילות כדי ללמוד על מקור ואופי עולמנו. סימולציה של המילניום היא כלי ייחודי לכך. האתגר הגדול ביותר שלנו כעת הוא להנגיש את כוחו לאסטרונומים בכל מקום, כך שיוכלו להכניס דוגמנות גלקסיה וקוואזר משלהם כדי לפרש את סקרי התצפית שלהם עצמם. "
המקור המקורי: פרסום חדשות PPARC
