13.7 milyar yıl öncesinden bugüne! Bilim adamları, evrenin bugüne kadarki en büyük simülasyon evrimini yarattı
20. yüzyılın ortalarından beri bilim adamları temelde Belli bir anlayışa sahip olmak . Evrenin genişlemesinin ve kozmik mikrodalga arkaplanının (CMB) keşfi, Big Bang teorisine güvenilirlik kattı ve evrenin genişlemesinin hızlanması, karanlık enerji hakkında teorilerin oluşmasına yol açtı. Yine de, bilim adamlarının erken evren hakkında bilmedikleri pek çok şey var ve bu da onların çıkarım hesaplamaları için evrenin evriminin bazı simülasyonlarına güvenmelerini gerektiriyor.
Ancak, evrenin evriminin bazı simülasyonlarını gerçekleştirmenin çok büyük bir ölçek gerektirdiğini biliyoruz.Eğer evrenin sadece kısa dönemini çıkarıyorsanız, o zaman dönemin bu bölümünde ayrıntılı çıkarımlar yapabilirsiniz, bu da evrenin doğumundan bugüne kadar tam anlamıyla çıkardığınız anlamına gelir. Tüm süreç. Genel olarak, hesaplamanın sınırlamaları, simülasyonların ya büyük ölçekli ya da ayrıntılı olduğu anlamına gelir. Mevcut bilim ve teknolojiyle, büyük ölçekli ayrıntılı bir evreni simüle etmek bizim için zor. Bununla birlikte, Almanya ve Amerika Birleşik Devletleri'nden bir grup bilim adamı yakın zamanda bugüne kadarki en ayrıntılı büyük ölçekli evren simülasyonunu tamamladı. Zaman aralığı, evrenin şimdiye kadarki en yüksek insan çıkarımı kaydını yarattı: 13,7 milyar yıl, yani Büyük Patlama'nın başlangıcından bugüne.
TNG50 simülasyonu
Araştırmacıların, evrenin nasıl geliştiğine dair kilit süreci detaylı ve geniş ölçekte incelemelerine yardımcı olabilecek bu gelişmiş simülasyon teknolojisinin TNG50 olarak adlandırıldığı anlaşılmaktadır. TNG50, IllustrisTNG tarafından üretilen en son simülasyondur. IllustrisTNG, ana amacı evrendeki galaksi oluşumunun büyük ölçekli bir simülasyonunu oluşturmak olan devam eden bir projedir. Aynı anda hem ölçekten hem de ayrıntıdan kaçınarak çığır açıcıdır. Kısacası, TNG50, ayrıntılı simülasyonları ve büyük ölçekli evren evriminin istatistiklerini başarıyla birleştirir. TNG50, insan evren simülasyonunda yeni bir çağ yaratan bu türün ilk simülasyonudur!
Peki bu simülasyonu yaratan kahraman kim? Simülasyonun Stuttgart'taki Hazel Hen süper bilgisayarı tarafından gerçekleştirildiği, bilgisayarın 16.000 çekirdeği entegre ettiği ve bu eşi görülmemiş simülasyon şaheserini yaratmak için bir yıldan fazla bir süre durmadan çalıştığı ve aynı zamanda bu, şimdiye kadarki en uzun süre olduğu bildirildi. En yoğun kaynak gerektiren simülasyon. Bu simülasyon sistemi, karanlık maddeyi, yıldızları, kozmik gazı, manyetik alanları ve süper kütleli kara delikleri temsil eden 20 milyardan fazla parçacığı içeren 230 milyon ışıkyılı üzerinde bir çapa sahip bir küptür. TNG50 ayrıca tüm hacmin milyonda biri (230 ışıkyılı) içinde meydana gelen fiziksel olayları ayırt edebilir. Bu, simülasyonun, evrenin 13,8 milyar yıllık tarihinde binlerce galaksinin eşzamanlı evrimini izlemesini sağlar. Aynı zamanda bilim adamları, simülasyonlarında, gözlemlenen olayların açıkça simülasyon koduna kodlanmadığını, yani bu fenomenlerin tamamen model dünyasındaki temel fiziksel bileşenlerin karmaşık etkileşiminden türetilen doğal bir şekilde ortaya çıktığını söylediler. İşlevsel ve doğal olarak oluşmuştur.
Bu resim soldaki Büyük Patlama'dan sağdaki günümüze kadar evrenin evrimini gösteriyor.
Ek olarak, TNG50, Büyük Patlama'dan görüldüğü gibi galaksilerin evriminde kilit rol oynayan iki aşamanın ilk simülasyonudur. İlk aşama, evrenin doğuşu, her şeyin başlangıcıdır ve düzenli ve hızla dönen disk galaksiler (Samanyolu gibi) başlangıçtaki kaotik gaz bulutundan ortaya çıkar. Gaz batarken, yeni doğan yıldızlar yavaş yavaş yörüngeye girmeye ve daire çizmeye başlar ve sonunda büyük sarmal galaksilere dönüşür.
İkinci aşama, galaksi stabilize olduğunda, bazı yüksek hızlı gaz rüzgarları galaksiden dışarı akar. Bu, süpernova patlamaları ve simüle edilmiş bir galaksinin merkezindeki süper kütleli kara delik aktivitesinden kaynaklanıyor. Süreç ilk başta kaotik olmasına rağmen, gazların her yönden akması ile sonunda stabilize oldular.
Başka bir deyişle, bu simülasyon insanlığa galaksilerin etrafında akan kozmik gazın geometrisinin yapılarını nasıl belirlediğinin gizemini gösteren ilk simülasyondur. Bu büyük araştırma başarısı, Almanya'nın Stuttgart kentindeki Yüksek Performanslı Bilgisayar Merkezi tarafından uluslararası araştırma topluluğu üyelerine verilen 2019 Altın Başak Ödülü'nü ilgili bilim insanlarına kazandırdı. En kritik ilgili bilim adamları nihayet TNG50 simülasyon verilerini astronomi topluluğuna ve halka açıklayacak. Dünyanın her yerinden gökbilimciler ve sıradan bilim adamları, simülasyonlardan kendi keşiflerini yapıyorlar ve hatta insanlığı uzun süredir rahatsız eden evrenin bazı gizemlerini çözüyorlar.
