Vidjeli smo vremenski presjek drveća u porastu ili planina koje se formiraju, čak se i površina Zemlje povećala kako bismo pokazali kako su se kontinenti premjestili u današnje konfiguracije i kretat će se u budućnosti.
Povezani sadržaj
- Slušanje velikog praska
- Brzi obilazak prirode našeg svemira
Sada možemo vidjeti snimke svemira kako se razvija - 13 milijardi godina kozmičke evolucije, sve unutar kocke 350 milijuna svjetlosnih godina sa strane - smanjile su se na ekran naših računala. Video iznad nas provlači se kroz vrijeme i prostor dok plin zagrijava, zvijezde eksplodiraju, galaksije se formiraju, crne rupe proždiru i svemir se širi. Vidimo ogromna prostranstva koja su preslikana kao tamna tvar, temperatura plina, teški metali, kao vidljiva svjetlost - podaci koji se preklapaju i prekrivaju kroz 12 milijardi 3-D piksela.
"Do sada, niti jedna simulacija nije uspjela reproducirati svemir na velikim i malim mjerilima istovremeno", kaže Mark Vogelsberger iz MIT / Harvard-Smithsonian Centra za astrofiziku (CfA). Vogelsberger je zajedno s istraživačima u Njemačkoj, Velikoj Britaniji i drugim institucijama u SAD-u jučer predstavio svoju simulaciju u Natureu .
Ovaj virtualni, ali realistični svemir izgrađen je računalnim programom zvanim Illustris, koji je koristio složen kod da bi se svemir izgradio od njegovog početka, nekih 12 milijuna godina nakon Velikog praska.
Stvaranje programa koji obuhvaća milijarde godina vremena prikladno je zahtijevalo dugotrajno ulaganje na ljudskom nivou - istraživači su pet godina razvijali Illustris. Unutar toga, stvarni proračuni zahtijevali su tri mjeseca „vremena rada“ za superračunala i uključivali su ogromnih 8000 središnjih procesnih jedinica (CPU-a, a svaki je „mozak“ računala) koji rade istovremeno. Za usporedbu, prosječni radni stol koji radi sam bi završio ovaj zadatak u 2.000 godina.
Kad je računanje dovršeno u današnji dan, Illustris je izgradio više od 41 000 galaksija, zajedno s galaksijama i prazninama, za koje istraživači kažu da vrlo dobro ubiju bit stvarnog svemira. Povećavanje zuma otkriva rezoluciju tako finu da može prikazati kemijsku atmosferu plinova koji se vrte u pojedinim galaksijama.
Kako funkcionira simulacija? Jedan maleni aspekt zasnovan je na temeljnom principu svjetlosti, najbrže tvari u svemiru. Svjetlost putuje poznatom brzinom - 299, 792, 458 metara u sekundi - tako da kad koristimo teleskope za gledanje galaksije udaljene milijardu svjetlosnih godina, vidimo prošlost - svjetlost koja je emitirana prije milijardu godina. Tako udaljeniji astronomi izgledaju, a otac vraća se u vrijeme koje mogu vidjeti.
Ali promatranja iz teleskopa stvaraju samo diskretne dijelove evolucije svemira i ne dopuštaju nikome da pogleda kako, recimo, specifične galaksije pretvaraju kroz vrijeme. Dakle, istraživači koji su izgradili Illustris morali su popuniti ogromne praznine u prostoru i vremenu probijući osnove kako normalna materija, tamna materija i tamna energija - glavne "stvari" svemira - međusobno djeluju u prostoru. Kao što možete očekivati, složeni fizički i kemijski procesi utječu na oblikovanje kozmičkih struktura.
Aktuelna misao sugerira da je evolucija obilježja u prostoru „samoregulirajući proces, u smislu da strukture koje formiraju, posebno zvijezde i crne rupe, utječu na njihovo okruženje i na sljedeću evoluciju struktura nove generacije“, autori pišu na web stranici Illustrisa. "U Illustrisu je sveobuhvatan (čak i ako nije potpun) skup fizičkih procesa poput galaktičkih vjetrova izazvanih zvijezdama i ubrizgavanja toplinske energije u crne rupe modelirani su kroz kozmičku povijest." Takve su simulacije ključne za stvaranje realnog skupa modelirane galaksije.
Ostali videozapisi koje su stvorili autori prikazuju specifične dijelove simulacije - 13 milijardi godina temperature plina u svemiru ili potpuni evoluciju određene galaksije. "Illustris je poput vremenskog stroja", kaže koautor Shy Genel iz CfA. „Možemo ići naprijed i natrag u vremenu. Možemo pauzirati simulaciju i zumirati se u jednu galaksiju ili galaksije kako bismo vidjeli što se zapravo događa. "
A mi također možemo gledati u čudu dok letimo kroz vlakna koja podsjećaju na neuronske mreže, u čistoj veličini prostora i vremena i moći čovječanstva da je simulira.
