Az új MIT-szimuláció fontos betekintést enged az univerzum születésébe

A valóság spontán generálása rendetlen.

Az ősrobbanás például egy pillanat alatt szabadjára engedte az univerzum energiáját és anyagát, majd fénysebességgel minden irányba eltolta azt, miközben a hőmérséklet a növekvő univerzumban meghaladta az 1000 billió Celsius-fokot a létezés első nanoszekundumában. A következő százmillió évet, amely alatt az univerzum annyira lehűlt, hogy a kvarkon és fotonokon túli részecskék is létezhetnek – amikor a tényleges atomok, például a hidrogén és a hélium megjelentek – sötét kornak nevezik, a még nem létező csillagok rovására. fényt adni.

Végül azonban hatalmas elemi gázfelhők nyomták magukat annyira, hogy meggyulladjanak, megvilágítva a korábban sötét univerzumot, és folyamatot irányítva. Ez az oka annak, hogy az univerzum nem csupán egy csomó hidrogén- és héliumatom. Az új csillagok fényének és a környező gázfelhőknek a tényleges folyamata, hogy ionizált plazmát hozzon létre, amely nehezebb elemeket generál, nem teljesen ismert, de egy csapat hogy erre a viharos korszakra vonatkozó matematikai modelljük a legnagyobb és legrészletesebb, amit még kidolgoztak.

Az Szimulátor, tiszteletére nevezték el A Hajnal istennője a kozmikus reionizáció időszakát szimulálja a gázok, a gravitáció és a sugárzás közötti kölcsönhatások vizsgálatával 100 millió köbfényévnyi területen. A kutatók az ősrobbanás utáni 400 000 évtől egymilliárd évig tartó szintetikus idővonalon nézhetik meg, hogy a modellen belüli különböző változók megváltoztatása hogyan befolyásolja a kapott eredményeket.

„A Thesan hídként működik a korai univerzumhoz” – mondta Aaron Smith, a NASA Einstein munkatársa, az MIT Kavli Asztrofizikai és Űrkutatási Intézetében. . „Célja, hogy ideális szimulált analógként szolgáljon a közelgő megfigyelő létesítményekhez, amelyek alapvetően megváltoztathatják az univerzumról alkotott képünket.”

Minden korábbi szimulációnál nagyobb részletességgel rendelkezik, köszönhetően egy új algoritmusnak, amely nyomon követi a fény és a gáz kölcsönhatását, amely megfelel egy külön galaxis kialakulásának, és modellezi a kozmikus por viselkedését.

Rahul Kanan, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ munkatársa, aki a Massachusettsi Technológiai Intézettel és a Max Planck Asztrofizikai Intézettel együttműködött a projektben, elmondta: MIT hírek. „Ily módon automatikusan követjük a reionizációs folyamatot, amint azok felmerülnek.”

A szimuláció futtatása az Szuperszámítógép a németországi Garchingban. A 60 000 számítástechnikai mag 30 millió CPU-órát jelent párhuzamosan a Thesan számára szükséges számok összeomlásához. A csapat már meglepő eredményeket is látott a kísérletből.

„Thesan megállapította, hogy a fény nem tesz meg nagy távolságokat a korai univerzumban” – mondta Cannan. „Valójában ez a távolság nagyon kicsi, és csak a reionizáció végén válik nagytá, és néhány százmillió év alatt tízszeresére nő.”

Vagyis a fény a reionizációs időszak végén messzebbre jutott, mint azt a kutatók korábban gondolták. Azt is megjegyzik, hogy a galaxis típusa és tömege befolyásolhatja a reionizációs folyamatot, bár Thesan csapata gyorsan rámutatott, hogy a hipotézis megerősítéséhez szükség van a valós megfigyelések támogatására.