Επιστήμονες από το Εργαστήριο Argonne του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, αποκάλυψαν την πιο μεγάλη προσομοίωση του σύμπαντος που έχει δημιουργηθεί ποτέ, χρησιμοποιώντας τον ταχύτερο υπερυπολογιστή στον κόσμο.
Η προσομοιωμένη περιοχή καλύπτει τον απίστευτο όγκο των 311.296 κυβικών μεγαπαρσέκ. Στην εντυπωσιακή αυτή προσομοίωση, παρακολουθούμε την ένωση τεράστιων σμηνών γαλαξιών που εξελίσσονται μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, αυτός ο τεράστιος όγκος αντιπροσωπεύει μόλις το 0,001% της συνολικής προσομοίωσης.
Η ανάλυση αυτής της κολοσσιαίας υπολογιστικής προσπάθειας αναμένεται να δώσει νέες γνώσεις σχετικά με την εξέλιξη του σύμπαντος και τον ρόλο της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης.
Ο ρόλος της σκοτεινής ύλης
Ο επικεφαλής του έργου, Δρ Σαλμάν Χαμπίμπ, εξηγεί:
«Υπάρχουν δύο βασικά στοιχεία στο σύμπαν: η σκοτεινή ύλη, που γνωρίζουμε ότι αλληλεπιδρά μόνο μέσω της βαρύτητας και η συμβατική ύλη, δηλαδή η ατομική ύλη. Για να κατανοήσουμε το σύμπαν, πρέπει να προσομοιώσουμε και τα δύο».
Οι αστρονόμοι, χρησιμοποιώντας πανίσχυρα τηλεσκόπια, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, μπορούν να δουν γαλαξίες από τα πρώιμα στάδια του σύμπαντος. Ωστόσο, αυτές οι παρατηρήσεις δίνουν μόνο «στιγμιότυπα» της τότε κατάστασης.
Η ανάγκη υπερυπολογιστικής ισχύος
Σύμφωνα με την Daily Mail η εκτέλεση μιας τέτοιας προσομοίωσης απαιτεί τεράστια υπολογιστική ισχύ. Μέχρι πρόσφατα, οι επιστήμονες μπορούσαν να προσομοιώσουν μόνο τις βαρυτικές δυνάμεις, αφήνοντας εκτός τις υπόλοιπες δυνάμεις.
Ο Δρ Χαμπίμπ αναφέρει: «για παράδειγμα, για να προσομοιώσουμε μια μεγάλη περιοχή του σύμπαντος, όπως αυτή που παρατηρεί το Αστεροσκοπείο Rubin στη Χιλή, μιλάμε για εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Μέχρι τώρα, δεν μπορούσαμε καν να φανταστούμε μια τέτοια προσομοίωση παρά μόνο με τη βαρύτητα».
Για να ξεπεράσουν αυτά τα εμπόδια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τον υπερυπολογιστή Frontier στο Εργαστήριο Oak Ridge. Ο Frontier είναι ο ισχυρότερος υπερυπολογιστής στον κόσμο, με δυνατότητα εκτέλεσης πάνω από ένα πεντάκις εκατομμύριο υπολογισμών ανά δευτερόλεπτο.
Η τεράστια προσομοίωση
Χρησιμοποιώντας 9.000 κόμβους του Frontier, οι ερευνητές προσομοίωσαν έναν όγκο του σύμπαντος που επεκτείνεται σε πάνω από 31 δισεκατομμύρια κυβικά μεγαπαρσέκ. Αυτή η προσομοίωση βρίσκεται σε αντίστοιχη κλίμακα με τους μεγαλύτερους αστρονομικούς χάρτες που έχουν δημιουργηθεί.
Το πιο κρίσιμο στοιχείο αυτής της προσομοίωσης είναι ότι περιλαμβάνει τις επιδράσεις της σκοτεινής ύλης, μιας θεωρητικής ουσίας που δεν αλληλεπιδρά με την ατομική ύλη, παρά μόνο μέσω της βαρύτητας.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη εξηγεί γιατί οι βαρυτικές δυνάμεις στο σύμπαν είναι ισχυρότερες από ό,τι δείχνουν οι μάζες των γαλαξιών. Επειδή δεν μπορούμε να την παρατηρήσουμε άμεσα, τέτοιες προσομοιώσεις είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της επιρροής της στη διαμόρφωση του σύμπαντος.
Αν και οι ερευνητές δεν έχουν δημοσιεύσει ακόμη αναλύσεις από την προσομοίωση, τα αποτελέσματα αναμένονται με μεγάλο ενδιαφέρον, καθώς υπόσχονται νέες αποκαλύψεις για την εξέλιξη του σύμπαντος.
