Estimarea mărimii și a structurii Universului reprezintă o provocare pentru astrofizicieni, iar noile descoperiri privind efectele materiei întunecate și a găurilor negre asupra formării galaxiilor, evidenţiază caracterul dinamic al evoluţiei Universului în ansamblu.

Pentru înţelegerea Universului, astrofizicienii utilizează simulări computerizate, dar care necesită o putere de calcul impresionantă.

În prezent astrofizicenii dispun de o nouă versiune a unui model computerizat de simulare a Universului, care a oferit deja unele predicţii destul de exacte.

IllustrisTNG sau Illustris: The Next Generation este numele unei simulări computerizate a Universului despre care oamenii de ştiinţă cred că va fi un instrument de lucru care îi va ajuta să înţeleagă mai bine structura şi dinamica Universului.

„Cu ajutorul unui telescop putem determina doar anumite caracteristici ale galaxiilor, în schimb prin utilizarea unei simulări computerizate putem urmări în timp mai multe mărimi caracteristice ale galaxiilor și structurilor cosmice pe care le formează. Astfel, putem cunoaşte nu doar cum arată în prezent aceste galaxii, ci întreaga istorie a formării lor”, a declarat astrofizicianul Shy Genel de la Center for Computational Astrophysics (CCA) al Flatiron Institute.

Modelul computerizat IllustrisTNG este succesorul lui Illustris şi a fost conceput de cercetătorii din cadrul CCA, MIT, Harvard University, University of Cambridge, Heidelberg Institute of Theoretical Studies și Institute for Advanced Study.

IllustrisTNG constă din 18 simulări computerizate, la diferite scări ale Universului, fiecare dintre ele analizând o regiune a spaţiului cosmic, de formă cubică, având o lățime de până la 1 miliard de ani-lumină. Cu ajutorul IllustrisTNG, astrofizicienii au acum posibilitatea să urmărească evoluția Universului din momentul Big Bang până în viitor.

Deoarece IllustrisTNG utilizează date privind structura Universului, materia vizibilă, materia întunecată, câmpuri magnetice, etc, dintr-un volum al spaţiului cosmic, de formă cubică, având o lățime de până la 1 miliard de ani-lumină, este evident că rularea acestei simulări computerizate necesită o putere de calcul impresionantă.

În acest scop, proiectul IllustrisTNG se bazează pe cel mai rapid supercomputer din Germania, Hazel Hen, care are nevoie de aproximativ două luni de calcul pentru a furniza rezultatele unor simulări care utilizează 500 TB de date.

„Analiza volumului uriaş de date de care dispunem presupune ani de studiu, dar rezultatele pot deschide noi perspective fascinante în domeniul astrofizicii.

Acuratețea rezultatelor obținute până acum este impresionantă. Deja au fost publicate trei lucrări care descriu modul cum materia se aglomerează pe scară largă, ceea ce ne ajută să înțelegem cum se formează galaxiile”, a declarat Volker Springel de la Heidelberg Institute for Theoretical Studies.

Desigur, rezultatele obţinute în aceste simulări sunt doar indicii care necesită o analiză mai atentă din partea astrofizicienilor.

Într-un studiu efectuat cu ajutorul IllustrisTNG, astronomii au analizat efectul găurilor negre asupra formării stelelor şi au obţinut date care sugerează că găurile negre supermasive din centrul galaxiilor pot genera vânturi cosmice care împrăştie gazul și praful din care se formează stelele.

„Este fascinant faptul că putem prezice cu exactitate influența găurilor negre supermasive asupra distribuției materiei la scară mare. Acest lucru este crucial pentru o interpretare corectă a unor măsurători cosmologice viitoare”, a declarat Springel.

Sursă: Science Alert