Το μεγαλύτερο «σύμπαν-προσομοίωση» που δημιουργήθηκε ποτέ από επιστήμονες

Οι αστρονόμοι παρουσίασαν ένα από τα μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων κοσμολογικών προσομοιώσεων που έχουν δημιουργηθεί ποτέ, προσφέροντας ένα νέο, εκτεταμένο εργαλείο για τη μελέτη της εξέλιξης του σύμπαντος μέσα σε δισεκατομμύρια χρόνια.

Το έργο «FLAMINGO»  συντομογραφία του Full-hydro Large-scale structure simulations with All-sky Mapping — παρήγαγε ένα σύνολο δεδομένων άνω των 2,5 πεταμπάιτ, ποσότητα που αντιστοιχεί, σύμφωνα με τους ερευνητές, σε περίπου μισό εκατομμύριο ταινίες υψηλής ευκρίνειας. Το τεράστιο αυτό μέγεθος αντανακλά την αυξανόμενη ανάγκη της αστρονομίας να συνδυάσει τις ολοένα πιο ακριβείς παρατηρήσεις με εξίσου εξελιγμένα θεωρητικά μοντέλα, σύμφωνα με ανακοίνωση της Netherlands Research School for Astronomy (NOVA).

Οι σύγχρονες τηλεσκοπικές παρατηρήσεις και οι χαρτογραφήσεις του ουρανού αποτυπώνουν το σύμπαν με εντυπωσιακή λεπτομέρεια. Ωστόσο, η ερμηνεία αυτών των δεδομένων απαιτεί προσομοιώσεις που να αναπαριστούν τόσο τη μεγάλη κλίμακα της κοσμικής δομής όσο και τη σύνθετη φυσική που διέπει τους γαλαξίες. Το FLAMINGO δημιουργήθηκε ακριβώς για να καλύψει αυτό το κενό.

«Αυτές οι προσομοιώσεις μας επιτρέπουν να παρακολουθούμε την ανάπτυξη της κοσμικής δομής σε τεράστιες περιοχές του διαστήματος, ενώ ταυτόχρονα προσομοιώνουμε την πολύπλοκη φυσική της δημιουργίας των γαλαξιών», δήλωσε ο Joop Schaye, συν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο του Leiden στην Ολλανδία. «Με τη δημόσια διάθεση των δεδομένων, ελπίζουμε ότι ερευνητές σε όλο τον κόσμο θα χρησιμοποιήσουν το FLAMINGO για να δοκιμάσουν νέες ιδέες σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του σύμπαντος».

«Εικονικά σύμπαντα» που εξελίσσονται από τη Μεγάλη Έκρηξη

Οι προσομοιώσεις λειτουργούν ως «εικονικά σύμπαντα», τα οποία ξεκινούν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου. Παρακολουθούν πώς μικρές διακυμάνσεις της ύλης μετατράπηκαν σταδιακά σε γαλαξίες, σμήνη και το κοσμικό δίκτυο που καθορίζει τη μεγάλη κλίμακα του σύμπαντος σήμερα.

Αυτό που καθιστά το «FLAMINGO» μοναδικό είναι η ικανότητά του να προσομοιώνει όχι μόνο τη σκοτεινή ύλη  που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του σύμπαντος αλλά και την κοινή ύλη και τις επιδράσεις της σκοτεινής ενέργειας σε ένα ενιαίο, συνεκτικό πλαίσιο, σύμφωνα με τη μελέτη.

Ο συνδυασμός αυτός επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετούν πώς αλληλεπιδρούν διαδικασίες σε εντελώς διαφορετικές κλίμακες. Η ίδια προσομοίωση μπορεί να αποτυπώνει τη δυναμική του αερίου που σχηματίζει αστέρια μέσα στους γαλαξίες, ενώ παράλληλα χαρτογραφεί τη διανομή των σμηνών γαλαξιών σε δισεκατομμύρια έτη φωτός. Έτσι, οι ερευνητές μπορούν να αναπαράγουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το παρατηρήσιμο σύμπαν.

Νέα εργαλεία για την ερμηνεία αστρονομικών δεδομένων

Ο τεράστιος όγκος δεδομένων καθιστά το «FLAMINGO» ιδανικό για τη μελέτη σπάνιων φαινομένων, όπως τεράστια σμήνη γαλαξιών ή λαμπροί κβάζαρ. Τέτοια αντικείμενα εμφανίζονται σπάνια και είναι δύσκολο να εντοπιστούν σε μικρότερες προσομοιώσεις. Η κλίμακα του «FLAMINGO» αυξάνει τις πιθανότητες ανίχνευσής τους, προσφέροντας βαθύτερη κατανόηση των πιο ακραίων περιοχών του σύμπαντος.

Πέρα από τις επιμέρους ανακαλύψεις, το έργο θα συμβάλει καθοριστικά στην ερμηνεία των δεδομένων που θα προκύψουν από τα επόμενα μεγάλα παρατηρητήρια. Καθώς οι νέες χαρτογραφήσεις του ουρανού αποκαλύπτουν το σύμπαν με πρωτοφανή λεπτομέρεια, οι επιστήμονες θα χρειαστούν ισχυρά θεωρητικά μοντέλα για σύγκριση. Οι προσομοιώσεις όπως το «FLAMINGO» παρέχουν αυτό το πλαίσιο, επιτρέποντας τη δοκιμή διαφορετικών θεωριών για τη σκοτεινή ύλη, τη σκοτεινή ενέργεια και τον σχηματισμό των γαλαξιών.

Ανοιχτή πρόσβαση για την παγκόσμια ερευνητική κοινότητα

Η ερευνητική ομάδα έχει διαθέσει δημόσια το σύνολο δεδομένων, καθιστώντας το προσβάσιμο σε επιστήμονες σε όλο τον κόσμο. Η ανοιχτή αυτή πρόσβαση είναι κρίσιμη, καθώς η αστρονομία βασίζεται όλο και περισσότερο στη συνεργασία και στην ανταλλαγή υπολογιστικών πόρων μεταξύ διεθνών ομάδων.

«Η ελεύθερη πρόσβαση σε δεδομένα τέτοιας κλίμακας μπορεί να επιταχύνει σημαντικά την επιστημονική πρόοδο», δήλωσε ο Matthieu Schaller, συν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο του Leiden. «Στόχος μας είναι να προσφέρουμε έναν πόρο που θα υποστηρίξει ένα ευρύ φάσμα αστροφυσικών ερευνών».

Το «FLAMINGO» σηματοδοτεί μια νέα εποχή στην επιστημονική μελέτη του σύμπαντος. Οι ερευνητές δεν βασίζονται πλέον αποκλειστικά στις παρατηρήσεις, αλλά μπορούν να πειραματίζονται μέσα σε λεπτομερή εικονικά σύμπαντα, δοκιμάζοντας υποθέσεις, προβλέψεις και μοτίβα που διαφορετικά θα έμεναν αόρατα.

Πηγή: Space.com