Lumina zasymulowała 2 mld lat wczesnej historii Wszechświata — ScienceDaily
Naukowcy z MIT, Uniwersytetu Harvarda i innych instytucji stworzyli symulację komputerową Lumina, która odtwarza 2 mld lat wczesnej historii Wszechświata w przestrzeni o szerokości około 1,6 mld lat świetlnych. Model pozwala prześledzić powstawanie pierwszych galaktyk, rozprzestrzenianie się promieniowania oraz stopniowe przekształcanie się kosmosu w bardziej przezroczysty dla światła, informuje ScienceDaily.
Od ciemnych wieków do pierwszych galaktyk
Symulacja rozpoczyna się około 45 mln lat po Wielkim Wybuchu, gdy we Wszechświecie dominował neutralny wodór. Lumina modeluje interakcje ciemnej materii, gazu, gwiazd i promieniowania. Pozwala to naukowcom badać procesy w różnych skalach — od wielkich struktur materii po powstawanie pojedynczych galaktyk.
Jednym z głównych wyników było odtworzenie dwóch procesów: rejonizacji wodoru i rejonizacji helu. Zgodnie z wynikami modelu promieniowanie ultrafioletowe pierwszych gwiazd i galaktyk przede wszystkim jonizowało wodór, wybijając elektrony z neutralnych atomów. Jonizacja helu wymaga znacznie bardziej energetycznego promieniowania, które, według badaczy, pochodziło od aktywnych supermasywnych czarnych dziur.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Pół biliona elementów modelu
Lumina obejmuje obszar Wszechświata o rozmiarze 500 megaparseków i zawiera około pół biliona pojedynczych elementów — cząstek ciemnej materii i komórek gazu. Twórcy zaznaczają, że model ma około 30 razy wyższą rozdzielczość niż IllustrisTNG — wcześniejsza symulacja, na której oparto Luminę — oraz obejmuje objętość 100 razy większą niż wcześniejsze wiodące modele.
Obliczenia wykonano na superkomputerze Frontier w Oak Ridge National Laboratory w stanie Tennessee. W szczytowym momencie obliczenia wykorzystywały równowartość ponad 100 tys. rdzeni procesorów centralnych i około 15 tys. procesorów graficznych.
Naukowcy planują porównywać wyniki Luminy z obserwacjami prowadzonymi przez obecne i przyszłe teleskopy. Jak twierdzą, duża objętość symulacji umożliwia tworzenie licznych populacji symulowanych galaktyk do takich zestawień.
