Hvordan har universet udviklet sig over tid? En ny supercomputer-simulering har givet, hvad forskere siger, er den mest nøjagtige og detaljerede store kosmologiske model for udviklingen af universets storskala-struktur. Kaldes Bolshoi-simuleringen, og den giver fysikere og astronomer et kraftfuldt nyt værktøj til at forstå kosmiske mysterier såsom galaksdannelse, mørk materie og mørk energi.
Hvis simuleringen er rigtig, viser den, at den standard kosmologiske model er ret spot-on.
"Disse enorme kosmologiske simuleringer er vigtige for at fortolke resultaterne af igangværende astronomiske observationer og for at planlægge de nye store undersøgelser af universet, som forventes at hjælpe med at bestemme arten af den mystiske mørke energi," sagde Anatoly Klypin fra New Mexico State University, der skrev computerkoden til simuleringen, der blev kørt på Pleiades-supercomputeren ved NASA Ames Research Center.
Simuleringen sporer udviklingen af den store skala af universet, herunder udviklingen og distributionen af de mørke stof-haloer, hvor galakser koalescerede og voksede. Indledende undersøgelser viser god overensstemmelse mellem simuleringens forudsigelser og astronomers observationer.
"På en måde kan du måske synes, at de første resultater er lidt kedelige, fordi de dybest set viser, at vores almindelige kosmologiske model fungerer," sagde co-leder Joel Primack fra University of California, Santa Cruz. "Det, der er spændende, er, at vi nu har denne meget nøjagtige simulering, der vil danne grundlag for mange vigtige nye undersøgelser i de kommende måneder og år."
Simuleringen er baseret på data fra WMAP-missionen, der har kortlagt Big Bangs lys på hele himlen. En sammenligning af Bolshoi-forudsigelserne med galakseobservationer fra Sloan Digital Sky Survey viste meget god enighed, sagde Primack.
Standard forklaringen på, hvordan universet udviklede sig efter Big Bang, er kendt som Lambda Cold Dark Matter-modellen, og det er det teoretiske grundlag for Bolshoi-simuleringen. I henhold til denne model virkede tyngdekraften oprindeligt på svage tæthedsudsving, der var til stede kort efter Big Bang for at samle de første klumper af mørkt stof. Disse voksede ud til større og større klumper gennem den hierarkiske fusion af mindre forfædre. Selvom arten af mørk stof forbliver et mysterium, tegner den sig for omkring 82 procent af stoffet i universet. Som et resultat er udviklingen af struktur i universet drevet af tyngdekrafts interaktion med mørkt stof. Det almindelige stof, der danner stjerner og planeter, er faldet i de "tyngdepunktsbrønde", der er skabt af klumper af mørkt stof, hvilket giver anledning til galakser i centrum af halo af mørkt stof.
En række papirer er blevet udsendt fra Bolshoi-simuleringen, inklusive en, der ser på egenskaberne ved mørke stof-haloer og en anden, der ser på forekomsten og egenskaber ved galakser forudsagt af Bolshoi-simuleringen af mørkt stof.
