Videli sme časosběrné video o stromoch, ktoré rastú alebo sa formujú hory, dokonca aj o povrchu Zeme, ktorý dokázal ukázať, ako sa kontinenty posunuli do svojich súčasných konfigurácií a ako sa budú pohybovať v budúcnosti.
Súvisiaci obsah
- Počúvanie Veľkého tresku
- Rýchla prehliadka prírodou nášho vesmíru
Teraz vidíme, ako sa vesmírna snímka vývoja vesmíru - 13 miliárd rokov kozmického vývoja, všetko v kocke 350 miliónov svetelných rokov na strane - zmenšila na obrazovku našich počítačov. Vyššie uvedené video nás preplieta časom a priestorom, keď sa plynové ohrieva, explodujú hviezdy, formujú galaxie, čierne diery zhltnú a vesmír sa rozširuje. Vidíme obrovské rozsahy vesmíru zmapované ako temná hmota, teplota plynu, ťažké kovy, ako viditeľné svetlo - údaje, ktoré sa prekrývajú a prekrývajú cez 12 miliárd 3-D pixlov.
„Doteraz žiadna simulácia nedokázala reprodukovať vesmír vo veľkom aj malom meradle súčasne, “ hovorí Mark Vogelsberger z MIT / Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics (CfA). Vogelsberger spolu s vedcami v Nemecku, Veľkej Británii a ďalšími inštitúciami v USA včera odhalili svoju simuláciu v prírode .
Tento virtuálny, ale realistický vesmír bol postavený s počítačovým programom s názvom Illustris, ktorý využíval zložitý kód na vybudovanie vesmíru už od detstva, približne 12 miliónov rokov po Veľkom tresku.
Vytvorenie programu, ktorý vhodne prekročí miliardy rokov, si vyžadovalo dlhodobú investíciu v ľudskom meradle - vedci strávili vývojom softvéru Illustris päť rokov. V rámci toho skutočné výpočty trvali tri mesiace „doby behu“ superpočítačov a zahŕňali neuveriteľných 8 000 centrálnych spracovateľských jednotiek (CPU, z ktorých každá je „mozog“ počítača) pracujúcich súčasne. Na porovnanie, priemerný stolový počítač pracujúci sám by túto úlohu dokončil za 2 000 rokov.
Keď výpočet dnes skončil, Illustris postavil viac ako 41 000 galaxií spolu s klastrami a dutinami galaxií, ktoré podľa vedcov zachytávajú podstatu skutočného vesmíru veľmi dobre. Priblíženie odhaľuje rozlíšenie tak jemné, že je schopné ukázať chemické zloženie plynov víriacich v jednotlivých galaxiách.
Ako funguje simulácia? Jeden drobný aspekt je založený na základnom princípe svetla, najrýchlejšej látky vo vesmíre. Svetlo cestuje známou rýchlosťou - 299 792 458 metrov za sekundu - takže keď sa pomocou ďalekohľadov pozeráme na galaxiu vzdialenú miliardu svetelných rokov, vidíme minulosť - svetlo vyžarované pred miliardou rokov. Teda čím ďalej sa astronómovia pozerajú, otec je späť v čase, ktorý môžu vidieť.
Avšak pozorovania z ďalekohľadov vytvárajú iba diskrétne kúsky vývoja vesmíru a nedovoľujú nikomu vidieť, ako sa v priebehu času mení konkrétna galaxia. Vedci, ktorí stavali Illustris, museli vyplniť obrovské medzery v priestore a čase skúšaním základov toho, ako normálna hmota, temná hmota a temná energia - hlavné „veci“ vesmíru - interagujú vo vesmíre. Ako sa dá očakávať, zložité fyzikálne a chemické procesy ovplyvňujú formovanie kozmických štruktúr.
Súčasná myšlienka naznačuje, že vývoj prvkov v priestore „je samoregulačným procesom v tom zmysle, že štruktúry, ktoré sa tvoria, najmä hviezdy a čierne diery, ovplyvňujú ich okolie a následný vývoj ďalšej generácie štruktúr, “ autori píšu na webe Illustris. „V spoločnosti Illustris je v kozmickej histórii modelovaná komplexná (aj keď nie úplná) skupina fyzikálnych procesov, ako sú galaktické vetry poháňané tvorbou hviezd a vstrekovanie tepelnej energie čiernymi dierami.“ Takéto simulácie sú kľúčom k vytvoreniu realistického súboru modelované galaxie.
Ďalšie videá vytvorené autormi ukazujú konkrétne časti simulácie - 13 miliárd rokov teploty plynu v priestore alebo úplný vývoj konkrétnej galaxie. „Illustris je ako stroj času, “ hovorí spoluautor Shy Genel z CfA. „Môžeme ísť vpred a vzad v čase. Môžeme pozastaviť simuláciu a priblížiť sa do jednej galaxie alebo zoskupenia galaxií, aby sme videli, čo sa skutočne deje. "
A tiež sa môžeme čudovať, keď lietame vláknami pripomínajúcimi neurónové siete, na veľkosť vesmíru a času a silu ľudstva na jeho simuláciu.
