Oto najdokładniejsza wirtualna symulacja naszego kosmicznego podwórka. Chyba wiemy, jak działa wszechświat

Od Wielkiego Wybuchu, w którym powstał zarówno czas jak i przestrzeń i wszystko, co się w nich znajduje, minęło już 13,7 mld lat. W tym czasie z gorącej zupy cząstek podstawowych wskutek rozszerzania się wszechświata oraz skomplikowanych interakcji zachodzących między cząstkami materii, antymaterii, ciemnej materii i ciemnej energii powstały bardzo skomplikowane struktury, które dzisiaj możemy obserwować wszędzie w naszym kosmicznym sąsiedztwie.

Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez badaczy z Uniwersytetu w Helsinkach stworzył właśnie największą jak i najdokładniejszą symulację przedstawiającą ewolucję naszego kosmicznego podwórka. W symulacji nazwanej SIBELIUS-DARK uwzględniono informacje o kilku gromadach galaktyk, takich jak chociażby Gromada Galaktyk w Pannie, Gromada Coma czy Gromada w Perseuszu. Oprócz tego dane obejmują Drogę Mleczną, Galaktykę Andromedy, Lokalną Pustkę czy Wielkiego Atraktora rozciągającego się od gwiazdozbioru Centaura i Hydry do gwiazdozbioru Pawia.

Fakt, że w symulacji przedstawiającej ewolucję obszaru sięgającego 600 mln lat świetlnych od Ziemi, po uwzględnieniu naszego aktualnego rozumienia procesów zachodzących we wszechświecie, udało się odtworzyć struktury przypominające te, które faktycznie obserwują największe teleskopy na Ziemi wskazuje, że naukowcy dość dokładnie wiedzą jak faktycznie wyglądała ewolucja wszechświata, a obecnie przyjmowany model kosmologiczny Lambda-CDM dobrze opisuje rzeczywistość.

Stworzenie symulacji nie należało do zadań łatwych. Aby objąć symulacją tak duży wycinek przestrzeni kosmicznej, superkomputer musiał prześledzić ewolucję ponad 130 mld punktów we wszechświecie na przestrzeni całych 13,7 mld lat. Nawet dla superkomputera jest to poważne wyzwanie. Superkomputer COSMA na przeanalizowanie danych potrzebował kilku tygodni. Wynikiem był petabajt danych, które następnie należało porównać z danymi obserwacyjnymi.

Co ciekawe, z jednej strony fakt, że symulacja odtworzyła obserwowalny wszechświat, potwierdza prawidłowość wprowadzonych do niej założeń początkowych. Z drugiej jednak strony teraz naukowcy mogą - analizując powstawanie struktur w symulacji - zrozumieć proces powstawania ciekawszych obszarów lokalnego wszechświata, takich jak chociażby Pustka Lokalna. Wstępna analiza wskazuje, że struktura ta powstała z istniejącego od początku wszechświata większego obszaru o niższej gęstości. Jak on powstał? Prace nad zrozumieniem tego fenomenu trwają.