Evrenin Şimdiye Kadarki En Büyük Simülasyonu Buraya Nasıl Geldiğimizi Nihayet Açıklayabilir
Buraya nasıl geldik? Sadece biz insanlar değil, soluk mavi bir noktanın üzerinde çırpınan, bir yıldızın etrafında savrulan, süper kütleli bir kara deliğin etrafında savrulan, yerel kümenin içinde savrulan. Ama nokta, yıldız, kara delik ve küme buraya nasıl geldi?
Akıl almaz derecede muazzam olan her şey, milyarlarca yıl önce hayal bile edilemeyecek bir hiçlikten şu anda bulunduğu yere nasıl geldi?
İşte bu, gerçekten, soruların sorusu. Ve gökbilimciler bugüne kadar türünün en büyük projesiyle, tüm Evren’in bilgisayar simülasyonlarını yaparak yanıt bulmaya çalışıyorlar.
Bu simülasyonlara FLAMINGO (Yeni Nesil Gözlemlerin Yorumlanması için Tüm Gökyüzü Haritalamalı Tam Hidro Büyük Ölçekli Yapı Simülasyonları) adı veriliyor ve İngiltere’deki DiRAC tesisindeki bir süper bilgisayarda çalıştırılıyor.
Bu simülasyonlar oldukça yoğun. Evrenin bilinen tüm bileşenlerinin evrimini hesaplamak üzere tasarlanmışlardır.
Bu normal madde anlamına geliyor: yıldızlar; galaksiler; dokunabileceğimiz her şey (bizi öldürebilir, ama dokunabiliriz); karanlık madde – garip ekstra yerçekimi yaratan gizemli kütle; ve karanlık enerji – Evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli güç.
Bu simülasyonların en büyüğü, kenarları 10 milyar ışık yılı olan kübik bir uzay hacminde, küçük bir galaksinin kütlesine sahip 300 milyar parçacık içeriyor.
Leiden Üniversitesi’nden astronom Matthieu Schaller, “Bu simülasyonu mümkün kılmak için, hesaplama işini 30 bin CPU’ya verimli bir şekilde dağıtan SWIFT adlı yeni bir kod geliştirdik” diyor.
En büyük simülasyondan bir kesit ve içindeki bazı özelliklere yakınlaştırmalar. (Josh Borrow, FLAMINGO ekibi ve Virgo Konsorsiyumu)
İlk sonuçlar üç makalede yayınlanmıştır: birincisi yöntemleri açıklamakta, ikincisi simülasyonları sunmakta ve üçüncüsü soğuk karanlık maddede Evrenin büyük ölçekli yapısını tanımlayan sonuçlarla birlikte.
Özellikle üçüncü makale sigma 8 ya da S8 gerilimi olarak adlandırılan bir konuyu ele almaya çalışmıştır. Bu, kozmik mikrodalga arka planı adı verilen bir Evren ölçümüne dayanmaktadır – Büyük Patlama’dan hemen sonraki dönemden itibaren Evren’i dolduran soluk mikrodalga radyasyonu. Bu ışığın analizi, Evren’in şimdiye kadar olduğundan daha fazla bir araya toplanmış olması gerektiğini göstermektedir.
Bu gerilim, kümelenmenin gerçekleşmesi gereken Evren’in soğuk karanlık madde modeli için büyük bir zorluk teşkil ettiğinden, araştırmacılar FLAMINGO’nun bazı cevaplar sağlayabileceğini umuyorlar.
Şimdiye kadar gerilimi çözmeyi başaramadılar – bu kozmoloji için büyük bir haber olurdu – ancak simülasyonları yürütme konusunda bir şeyleri var: hem normal madde hem de nötrinolar doğru tahminler için gereklidir.
Leiden Üniversitesi’nden araştırma lideri ve astronom Joop Schaye, “Karanlık madde yerçekimine hakim olsa da, normal maddenin katkısı artık ihmal edilemez” diyor ve ekliyor: “Çünkü bu katkı modellerle gözlemler arasındaki sapmalara benzer olabilir.”
Normal madde içeren bir simülasyonun çalıştırılması daha zordur. Karanlık maddenin evrenle yalnızca yerçekimsel olarak etkileşime girdiği bilinmektedir; normal madde ayrıca radyasyon basıncı ve galaktik rüzgarlar gibi öngörülemeyen ve modellenmesi zor olan basınçlarla da etkileşime girer. Çalışması için çok daha fazla hesaplama gücü gerekiyor, bu nedenle FLAMINGO’nun S8 gerilimiyle ilgili cevaplar için biraz daha beklememiz gerekecek.
Ancak araştırmacılar, Evren’in yapısının oluşumunu karanlık madde, normal madde ve nötrinolar arasında izleyen bir dizi simülasyon gerçekleştirerek, bunun sonucu nasıl etkilediğini görmek için her üçünün parametrelerini değiştirdiler.
Leiden Üniversitesi’nden gökbilimci Roi Kugel, “Galaktik rüzgarların etkisi, nispeten küçük hacimlere sahip çok sayıda farklı simülasyonun tahminlerini gözlemlenen galaksi kütleleri ve galaksi kümelerindeki gaz dağılımı ile karşılaştırarak makine öğrenimi kullanılarak kalibre edildi” diyor.
Ekip FLAMINGO verilerini henüz halka açmadı, çünkü bu veriler birkaç petabayt boyutunda. İlgilenen herkesin ilgili yazara kibarca başvurması teşvik ediliyor.
Kaynak: https://www.sciencealert.com
Derleyen: Figen Berber
Yeni Simülasyon “İstanbul’a Göktaşı Çarparsa Ne Olur?” Sorusunun Yanıtını Verdi