O echipă de astrofizicieni a simulat apariţia a 8 milioane de universuri unice cu ajutorul unui supercomputer şi le-a lăsat să evolueze singure, de la stadiul de imediat după Big Bang până la o vârstă comparabilă cu cea a Universului în care trăim pentru a afla mai multe despre rolul pe care misterioasa materie întunecată îl joacă în evoluţia Universului şi formarea galaxiilor, conform unui material publicat joi de Live Science.

După descoperirea că Universul este format preponderent din materie întunecată, descoperire realizată la sfârşitul anilor 60, oamenii de ştiinţă au început să speculeze cu privire la rolul acestei misterioase forme de materie asupra procesului de formare a galaxiilor şi cu privire la abilitatea acestora de a da naştere unor noi stele, de-a lungul timpului.

Peter Behroozi, profesor de astronomie la University of Arizona, şi echipa sa au apelat pentru experiment la supercomputerul acestei instituţii, un dispozitiv a cărui putere de calcul este asigurată de 2.000 de procesoare care au desfăşurat calcule, fără pauză, timp de trei săptămâni, pentru a simula peste 8 milioane de universuri unice. Fiecare dintre aceste universuri se supune unui set unic de reguli, astfel încât cercetătorii să poată înţelege mai bine relaţia dintre materia întunecată şi evoluţia galaxiilor.

"Pe supercomputer putem genera multiple universuri diferite şi le putem compara cu cel în care trăim şi astfel putem deduce care reguli sunt responsabile de faptul că Universul nostru arată aşa cum îl vedem", conform unui comunicat dat publicităţii de Behroozi.

Simulări anterioare s-au concentrat asupra modelării unor galaxii singulare şi pe generarea unor universuri după seturi limitate de parametri. De această dată, algoritmii introduşi au generat milioane de universuri, fiecare dintre ele conţinând 12 milioane de galaxii şi fiecare fiind lăsat să evolueze de-a lungul întregii istorii a Universului nostru, începând cu 400 de milioane de ani după Big Bang şi până în prezent.

"Marea întrebare este cum se formează galaxiile?", conform lui Risa Wechsler, profesor de fizică şi astrofizică la Universitatea Stanford, care a participat la acest experiment.

Crearea unei replici a unui univers sau chiar a unei singure galaxii, are nevoie de o cantitate uriaşă de putere de calcul. Din acest motiv Behroozi şi colegii săi s-au concentrat doar asupra a două proprietăţi cheie ale galaxiilor: masa stelară totală a acestora şi frecvenţa cu care se nasc noi stele în aceste galaxii.

"Pentru simularea unei singure galaxii este nevoie ca procesoarele să realizeze 10 la puterea 48 de operaţii", a explicat Behroozi. "Toate calculatoarele de pe Pământ, acţionând laolaltă, nu ar putea realiza acest lucru în 100 de ani. Deci, pentru a putea simula o singură galaxie, nu mai vorbesc de 12 milioane, a trebuit să procedăm cu totul altfel".

Pe măsură ce acest program de calculator introduce în existenţă noi universuri, estimează modul în care rata de formare de noi stele în galaxii este legată de vârsta fiecărui univers, precum şi interacţiunile sale din trecut cu alte galaxii şi cantitatea de materie întunecată din haloul care înconjoară fiecare galaxie. Apoi fiecare nou univers este comparat cu Universul observabil, iar parametrii săi fizici sunt acordaţi pentru a corespunde cât mai bine realităţii. Rezultatul final este un univers virtual aproape identic cu Universul în care trăim.

Conform Risei Wechsler, rezultatele acestui experiment au indicat faptul că rata naşterii de noi stele în galaxii este îndeaproape legată de masa haloului de materie întunecată care înconjoară fiecare galaxie. Galaxiile cu mase ale haloului de materie întunecată similare cu cea a Căii Lactee au avut cele mai ridicate rate ale aprinderii de noi stele.

Aceste observaţii au contrazis şi teoria mai veche conform căreia materia întunecată ar fi blocat procesul aprinderii de stele în tinereţea Universului.

"Pe măsură ce ne întoarcem în timp, mai aproape şi mai aproape de Big Bang, ne-am aştepta ca materia întunecată să fie mai densă şi astfel gazele cosmice să fie din ce în ce mai fierbinţi. Acest lucru nu este bun pentru procesul de formare al stelelor, aşa că ne-am gândit că în multe galaxii din tinereţea Universului ar fi trebuit să fie oprit procesul aprinderii de noi stele de mult timp", conform lui Behroozi. "Am descoperit însă exact contrariul: în galaxiile de anumite dimensiuni este mai probabilă aprinderea frecventă de noi stele, contrar aşteptărilor noastre".

În continuare cercetătorii doresc să folosească supercomputerul pentru a testa modurile în care materia întunecată poate influenţa proprietăţile galaxiilor, printre care modul în care evoluează forma acestora, masa găurilor negre supermasive centrale şi cât de frecvente sunt exploziile stelare de tip supernovă.

Rezultatele acestui experiment vor fi publicate în numărul din septembrie al revistei Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.AGERPRES

Distribuie Distribuie Comentarii