Geneza digitală: Oamenii de știință creează cea mai mare simulare a Universului timpuriu realizată vreodată

Astrofizicienii americani au dezvăluit Lumina, cea mai mare și mai detaliată simulare computerizată a Universului timpuriu, concepută pentru a oferi informații despre nașterea primelor stele și galaxii după Big Bang.

Publicația online RTVI prezintă rezultatele lucrării științifice, citând o publicație din revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) . Proiectul își propune să compare conceptele teoretice acumulate cu datele provenite de la Telescopul Spațial James Webb și de la sonda spațială Nancy Grace Roman, lansată recent. Liderul proiectului de cercetare de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică a comentat această etapă importantă: „Datorită Telescopului Spațial James Webb, Universul timpuriu a devenit o nouă frontieră interesantă în astrofizică”, a declarat autorul principal Oliver Zier, cercetător asociat la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică. „Pentru a înțelege ce vedem cu acest telescop, trebuie să ne traducem teoriile în predicții detaliate. După câțiva ani de muncă, plini de suișuri și coborâșuri, este incredibil de satisfăcător să vedem rezultatele simulărilor și să ne urmărim predicțiile prinzând viață pe video.”

Scara tehnică și puterea de calcul a Frontier

Lumina este o simulare record a dinamicii fluidelor prin radiații, care recreează fizica primilor două miliarde de ani ai cosmosului. Caracteristicile și parametrii cheie ai proiectului includ:

• Scară spațială: simularea acoperă un cub cu o muchie de un milion și jumătate de ani-lumină, care este de 100 de ori mai mare decât toate modelele similare anterioare;
• Componente modelate: calcul detaliat al dinamicii luminii, gazului, precum și a materiei barionice (obișnuite) și a materiei întunecate;
• Rezoluție: Potrivit autorilor studiului, „calculele implică 2×60003 elemente individuale, ceea ce corespunde unei mase a particulelor de materie întunecată de 1,9×107 mase solare și unei mase a materiei barionice de 3,6×16 mase solare”;
• Putere de calcul: Calculele au fost efectuate pe supercomputerul Frontier de la Laboratorul Național Oak Ridge din Tennessee, utilizând peste 15.000 de unități de procesare grafică (GPU).

Testarea legilor cosmologice și revizuirea teoriilor

Puterea complexului instrumental le-a permis astrofizicieni să studieze simultan un sector gigantic al cosmosului timpuriu și să mențină detaliile extreme necesare pentru a observa formarea găurilor negre și structura protogalaxiilor. Importanța setului de date rezultat a fost subliniată de un coautor de la Universitatea din Texas, Dallas: „Suntem incredibil de norocoși să putem crea simulări precum Lumina”, a declarat Aaron Smith, profesor asociat în cadrul Departamentului de Fizică al Universității din Texas, Dallas și unul dintre autorii lucrării. „Pentru prima dată, putem urmări modul în care hidrogenul și heliul s-au transformat în formele lor moderne pe un volum atât de vast al Universului, putând în același timp să observăm galaxiile și alte obiecte luminoase care au orchestrat această transformare.”.

Compararea observațiilor reale obținute de la telescoapele moderne cu predicțiile lui Lumina le va oferi oamenilor de știință oportunitatea de a verifica legile fundamentale ipotetice sau de a rescrie teoriile cosmologice stabilite care explică evoluția lumii de la Big Bang.

Citeşte mai mult