Článek
Astronomové vytvořili simulaci, která přibližuje, jak mohl vesmír vypadat během prvních dvou miliard let své existence.
Vizualizace prováděné na superpočítačích pomáhají zaplnit mezery v poznání rané historie kosmu, napsaly americká stanice CNN nebo deník The New York Times.
Modelace se zároveň porovnává se skutečnými pozorováními dalekohledů, jako je například teleskop Jamese Webba (JWST).
Jeden z dosud nejpodrobnějších modelů raného vesmíru, který vytvořil mezinárodní tým, byl publikován ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Simulace Lumina rekonstruuje, jak první hvězdy a černé díry poháněly proces reionizace, a tím umožnily, aby vesmírem mohlo procházet světlo.
Po Velkém třesku ultrafialové záření z těchto prvních zdrojů světla odtrhávalo elektrony od atomů vodíku. Díky tomu mohlo světlo cestovat na větší vzdálenosti a změnil se také způsob, jakým vznikaly galaxie.
Světlu trvá určitou dobu, než urazí vzdálenost vesmírem. Výkonné dalekohledy ho tak dokážou zachytit ve vzdálené galaxii v podobě, jakou měly před miliardami let.
Zkoumání tak dlouhého úseku kosmické historie však vyžaduje simulace s podobně rozsáhlým záběrem. Právě zde je prostor pro Luminu.
Simulace Lumina přibližuje mladý vesmír.Video: Oliver Zier/Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics
Jednou z jejích nejslibnějších vlastností je obrovský rozsah. Pokrývá více než stokrát větší prostor než předchozí modelace, uvedl pro CNN hlavní autor Oliver Zier z Institutu pro teorii a výpočty při Centru pro astrofyziku Harvardovy univerzity a Smithsonova institutu v Cambridge ve státě Massachusetts.
„Máme k dispozici kosmologický objem, v němž můžeme pozorovat tuto kosmickou síť a sledovat, jak jsou galaxie seskupeny. Zároveň dokážeme rozlišit jednotlivé galaxie,“ rozebírá vědec schopnosti Luminy zachytit obrovské rozměry vesmíru a jeho složité detaily.
Pro představu: simulace pokrývá oblast o rozměrech přibližně 1,5 miliardy světelných let v každém směru. Naše Mléčná dráha má podle NASA průměr přibližně 100 tisíc světelných let.
Vytvoření tohoto rozsáhlého modelu trvalo téměř tři roky, a to s pomocí více než 15 tisíc grafických procesorů superpočítače Frontier v Národní laboratoři Oak Ridge, které poskytly potřebný výpočetní výkon.
Kosmická mapa znázorňující rozložení temné hmoty.
Lumina zatím nebyla plně zpřístupněna veřejnosti. Publikovaná videa ukazují, jak rozsáhlý vesmír ve skutečnosti je. Přibližuje jednotlivé galaxie a následně se vzdaluje, aby bylo vidět, jak nepatrné jsou ve srovnání s ostatními objekty v kosmu.
Simulaci lze také využít k ověřování teorií o vývoji vesmíru. Vědci mohou porovnávat scénář raného vesmíru vytvořený v modelu s pozorováními vesmírných dalekohledů. Pokud se výsledky shodují, mohou vědci získat větší jistotu ve svých teoriích.
„Je ale ve skutečnosti zajímavější, když se neshodují. Znamená to totiž, že v našem modelu něco chybí, což nám může napovědět, jaké fyzikální zákonitosti jsme dosud nezohlednili,“ řekl Zier.
Takové nesrovnalosti by mohly nabídnout vodítka k pochopení vesmíru, který vědci dosud plně neprozkoumali.
Video zachycuje průlet obrovským halem v raném vesmíru (rudý posuv z = 3). Kamera se postupně přesouvá z rozsáhlého kosmického prostoru do jeho hustých vnitřních oblastí, kde se ke konci začínají objevovat jednotlivé galaxie. Ukazuje rozložení temné hmoty a plynu, jeho teplotu a obsah kovů i světlo vyzařované hvězdami.Video: Oliver Zier/Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics
