Mis on aastatuhande simulatsioon?

Millennium Simulation, ametlikult tuntud kui Millennium Run, on üks kõigi aegade suurimaid universumi arengu simulatsioone. Millennium Simulation töötas 2005. aastal välja Virgo Consortium, Saksamaa, Ühendkuningriigi, Kanada, Jaapani ja USA astrofüüsikute rühm. Saksamaal Garchingis asuvas superarvutis käivitatud simulatsioon hõlmas üle 10 miljardi “osakese”, mis simuleeris 20 miljonit galaktikat ja kvasarit virtuaalses kuubis, mille kõrgus oli umbes 2 miljardit valgusaastat küljel. Millennium Simulation loodi vahendina universumi suuremahulise struktuuri kohta prognooside tegemiseks ja nende võrdlemiseks vaatlusandmete ja astrofüüsikute teooriatega.

Millennium Simulation algab umbes 379,000 13.7 aastat pärast Suurt Pauku, 3000 miljardit aastat tagasi, mil universum oli äärmiselt tihe ja kuum. Ja tol ajal koosnes aine elektronide, footonite ja barüonide plasmast ning universum ujutas kiirgusvoos. Kui universum paisus ja jahtus, saavutas see kriitilise temperatuuri – umbes 2.7 K – ning hakkas “lahtisiduma” kiirguseks ja sõltumatuks aineks. See sündmus tekitas kosmilise mikrolaine taustkiirguse, mis tänapäeval küllastab universumi ja mille universaalne temperatuur on umbes XNUMX K. Kosmilise mikrolaine tausta üksikasjalike vaatluste tõttu on füüsikutel hea ettekujutus universumi seisundist lahtisidumise hetkel , ja see teave programmeeriti aastatuhande simulatsiooni, et see toimiks selle algolekuna.

Pärast aastatuhande simulatsiooni käitamist võimsas superarvutis üle kuu aja sai Virgo konsortsium oma tulemused – üle 25 terabaidi (TB) andmemahtu, millest piisab 5,300 DVD-le mahutamiseks. Visuaalsel kujul kuvatuna näeb väljund välja nagu peen kolmemõõtmeline filamentide võrk, millel on fraktaalne enesesarnasus mitmel organisatsiooni kihil. Need filamendid on tegelikult tumeaine, mis moodustab suurema osa universumi massist. Tumedat ainet ei saa otseselt näha, kuid selle olemasolu saab järeldada gravitatsioonilisest mõjust nähtavale ainele. Mudelis on niidid otse näha, midagi võimatut tõelise tumeainega.

Millennium Simulationi käivitamine andis astrofüüsikutele hulgaliselt uusi andmeid selle kohta, kuidas universum võis areneda, ja ennustab astronoomiliste andmete põhjal vaadeldavat “superparvede” struktuuri. Üks varasemaid aastatuhande simulatsiooni tulemusi oli see, et mustad augud võisid tekkida varem, kui arvati, mida toetavad Sloani digitaalse taevauuringu eksperimentaalsed andmed, kuid mis seab kahtluse alla meie praegused kosmoloogilised mudelid.