Vesmír je sice všude kolem nás, ale zároveň je velmi daleko. Naštěstí si ho můžeme simulovat, i když to dává zabrat i výkonným superpočítačům. Simulace vesmíru se navíc stále zvětšují a jsou detailnější a detailnější. Mezinárodní tým pod vedení finských odborníků Helsingin yliopisto (University of Helsinki) nedávno na superpočítači simuloval evoluci vesmíru, od Velkého třesku až do dneška. Jde o doposud největší a nejvíce přesnou simulaci vesmíru svého druhu.
Simulace se jmenuje SIBELIUS-DARK a vznikla jako součást projektu Simulations Beyond the Local universe (SIBELIUS). Když v dnešní době astrofyzici simulují vznik a vývoj vesmíru podle standardního modelu s chladnou temnou hmotou (model ΛCDM), obvykle se soustředí na náhodně vytvořený kus vesmíru, který je ve statistickém smyslu podobný našemu vesmíru.
Tvůrci simulace SIBELIUS-DARK na to ale šli jinak. Použili pokročilé generativní algoritmy, díky nimž simulace vytváří konkrétní oblast našeho vesmíru. V tomto případě šlo o vesmír kolem nás. Simulace proto obsahuje do značné míry stejné struktury, jaké pozorujeme na obloze teleskopy.
SIBELIUS-DARK zahrnuje vesmír do vzdálenosti 600 milionů světelných let od Země, samozřejmě nikoliv do nejmenšího detailu, ale v hrubším měřítku. I tak zahrnuje přes 130 miliard simulovaných „částic“ Tato velkolepá simulace si vyžádala impozantní počítačový výkon s ohromným množstvím dat, který předvedl superpočítač DiRAC COSmology MAchine (COSMA), provozovaný institutem Institute for Computational Cosmology na britské Durham University.
Z výše uvedených důvodů můžeme v této simulaci nalézt důvěrně známé objekty, jako jsou kupy galaxií v Panně, Vlasech Bereniky a Perseovi, stejně jako záhadný Velký atraktor a Lokální prázdnotu, nedaleký rozsáhlý prostor vesmíru, který je téměř prázdný. Ve středu simulace se skví dvojice galaxií spirálních galaxií, které jsou naší srdeční záležitostí – Galaxie v Andromedě a stará dobrá Mléčná dráha.
Když byla simulace SIBELIUS-DARK hotová, vědci ji detailně analyzovali a porovnávali se skutečným vesmírem kolem nás, v rámci průzkumných pozorování. Ukázalo se, že naše široké vesmírné okolí je možná v jistém smyslu neobvyklé, protože obsahuje méně galaxií, kvůli menšímu množství hmoty. Podle badatelé to není důvod ke znepokojení a předělávání kosmologických modelů, ale má to určité následky pro interpretaci pozorování galaxií.
Video: SIBELIUS-DARK: A cosmological simulation of the Local Universe
Literatura
Royal Astronomical Society 10. 2. 2022.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society online 8. 2. 2022.
Virtuální Stroj na vesmíry odhaluje tajemství vzniku galaxií
Autor: Stanislav Mihulka (11.08.2019)
TNG50 je nejvíce detailní simulací vesmíru v dosavadní historii
Autor: Stanislav Mihulka (01.12.2019)
Simulace superpočítače ATERUI přetočily zpátky kosmické hodiny
Autor: Stanislav Mihulka (21.02.2021)
Největší virtuální vesmír Uchuu je přístupný k nahlédnutí pro každého
Autor: Stanislav Mihulka (13.09.2021)
Diskuze:
Kam až ľudské oko dovidí ?
Pavel Gašperík,2022-02-15 09:27:07
Tvorbu počítačových simulácií nekritizujem rád si pozriem nejaké video , myslím si že vychádza zo známych pozorovaní a polohy vesmírnych objektov a tak to asi nie je úplne abstraktný obraz . Mňa osobne by zaujímalo, do akej vzdialenosti /napr. svetelných rokov?/ pri pohľade na oblohu vidí ľudské oko bez použitia zložitej astronomickej techniky ...
Re: Kam až ľudské oko dovidí ?
Jan Novák9,2022-02-15 16:53:30
U světla to záleží na síle zdroje, ale tmu můžete vidět až k počátku vesmíru :-)))
Obecně nevidíte někam ale něco.
Andromeda(M31) je 2,5 milionů ly. Supernovy nabo GRB může být vidět dál.
Re: Re: Kam až ľudské oko dovidí ?
Vit Hadacek,2022-02-16 17:48:26
Tmu :-) nojo, někdo by měl zjistit (nebo vypracovat teorii), co je to vlastně tma. Je to hodně neprobádaná část Vesmíru. Zítra jdu na GAČR požádat o grant na vývoj Theory of Darkness.
Zbehlo sa tu už
Vladimír Bzdušek,2022-02-14 17:12:10
zopár skeptických názorov na túto "simuláciu". Ja mám podobný. Čakal som, aby som nebol prvý, lebo som bol už zopárkrát označený div nie za nepriateľa pokroku.
Re: Zbehlo sa tu už
Igor Němeček,2022-02-14 18:43:34
Skepse zřejmě velí nedělat nic, dokud to neumíme udělat pořádně a jestli je to pořádně, to se dozvíme od Vás, který se na to podívá objektivně skepticky. Jen plané narážky bez obsahu ...
Re: Re: Zbehlo sa tu už
Vladimír Bzdušek,2022-02-14 20:47:40
Vy ste nečítali ostatné názory na tú simuláciu v tejto diskusii?
Re: Re: Re: Zbehlo sa tu už
Igor Němeček,2022-02-14 23:16:38
A to je věcný argument? Názory typu, že když je něco dál, tak máme data méně přesná? To je přidaná hodnota příspěvku do diskuze? To by soudného člověka zřejmě jinak vůbec nenapadlo. Vždyť je to páté přes deváté. Unikají vám základní pojmy. Kdyby si autoři dělali právo na přesnost, třeba by tomu říkali vizualizace, ale jmenuje se to simulace. Maximálně se můžete pozastavovat nad tím, že si autoři dovolí tvrdit, že nejpřesnější, ale to jen tehdy, pokud znáte nějakou "přesnější", která Vašemu skepticismu vyhovuje. Myslím, že tím je řečeno vše podstatné.
Vy tomuto oboru rozumíte tak dobře, že si dovolíte dělat soudy? Jaké jsou Vaše práce, články, dodejte nějaké odkazy. Dodejte parametry, jakých by ty simulace měly dosahovat, abyste prohlásil, že to už splňuje Vaše skeptické představy. Obávám se, že se ničeho konkrétního nedočkáme, max. zase nějakých obecných prohlášení o realistickém skeptisismu. Tímto alibistickým přístupem nemůžete nic pokazit, podobně mudrují politici.
Re: Re: Re: Re: Zbehlo sa tu už
Vladimír Bzdušek,2022-02-15 10:02:41
Neviem, prečo ma dosť osobne napádate. Takže:
Vôbec sa z tom nevyznám! Ale zato viem, že správny výsledok simulácie je 42. Ale len vtedy, ak si osobne urobím skúšku správnosti. Neviem ako Vy, ale ja si asi spustím svoju vlastnú simuláciu!
Re: Re: Re: Re: Re: Zbehlo sa tu už
Igor Němeček,2022-02-15 14:18:53
Nevím jak jste na to přišel. Možná jste neměl psát narážku, která byla mířena na mě. Mimochodem, já ji osobně neberu.
Pakliže obsahem příspěvku je konstatování, že jste k tomu skeptický a neobtěžujete se uvést důvod, pak je to jen takové domácí žvýkání. Jestli mají na Oslu články nějakou úroveň, pak si myslím, že by se měli diskutující snažit o něco podobného. No a pokud se od Vás jako obvykle dozvíme, že to není ono, pak z mé strany autory článku nebo studie neadekvátně kritizujete a nestojí Vám ani za to, aby od Vás měli nějakou věcnou zpětnou vazbu. A je úplně jedno, jestli se to k nim dostane nebo ne, protože to čtou lidi tady a proč by měli číst to, co se dočtou na idnesu. Už to nezachrání nějaká dodatečná úvaha se středem vesmíru. Tam už reagovat nebudu, neměl byste ze mě radost, ale tolik času tomu věnovat už nechci a v podstatě se za to omlouvám.
Ale budiž, nikdo Vám právo na názor nebere, ale ostatní mají to samé právo, třeba i k Vašemu příspěvku. No a myslím, že moje reakce byla věcná. Prostě jsem se zeptal na Vaši vědeckou činnost, abych se s ní mohl seznámit. A to určitě není nic osobního. Můžete poslat odkazy, já se mrknu a spadne mně brada a nebo mé otázky označit za útok na Vaši osobu, což pak ale vypadá jako odvádění pozornosti od jádra věci. Nemůžu zabránit tomu, jak si mé dotazy vyložíte, ale faktem je, že jsem na ně odpověď nedostal.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Zbehlo sa tu už
Vladimír Bzdušek,2022-02-16 13:33:42
Navrhujem to uzavrieť v dobrom. O mojom (technickom samozrejme) backgrounde by som mohol napísať všeličo, ale teraz len toľko, že som pracoval v odbore, kde prioritou bol konzervatívny prístup, možno preto som to trochu nesprávne charakterizoval ako "skeptický".
Lingvistické nedorozumenie.
To s tým stredom vesmíru som tam ešte upresnil. Nekritizujem simuláciu, simulovať sa dá čokoľvek, veď preto sa to volá simulácia, ale skutočne sa Vám ten výsledok zdá úplne bezproblémový? Nie je na tom nič zvláštne?
Jakákoliv simulace
Pavel Aron,2022-02-14 14:34:08
Potřebuje proto, aby byla aspoň trochu přesná pár věcí. První je přesná data. Ta nemáme ani náhodou. Dále znalost všech procesů, které mají vliv na chování systému. Což souvisí s prvním. Nevíme jaká je podstata temné hmoty a temné energie ani jakým způsobem interagují se zbytkem vesmíru.
Navíc máme pouze data z naší současnosti, což znamená ale pro různé částí Vesmíru různé současnosti a minulosti.
Takže udělat z toho funkční simulaci je prakticky nemožné.
Umíme poměrně přesně nasimulovat pohyb těles v naší Sluneční soustavě, byť ani tady to nedokážeme spočítat exaktně.
Natož ve větším měřítku.
Neumíme ani nasimulovat vývoj a dynamiku naší atmosféry na období delší než 48 hodin, tady ještě s jistou přesností.
O klimatických modelech ani nemluvě.
Re: Jakákoliv simulace
D. Hruška,2022-02-14 15:41:03
Při čtení článku mě napadlo totéž.
Pokud ta simulace neumožní vytvoření nějaké předpovědi nebo hypotézy, kterou by bylo možné dále ověřovat, nemá z hlediska výzkumu žádnou hodnotu. Je to potom jen samoúčelné cvičení pro programátory.
Re: Re: Jakákoliv simulace
Martin Pecka,2022-02-15 00:01:06
Mno, tady bych nesouhlasil. Pokud se vam povede generativni model primet k tomu, aby vygeneroval neco hodne podobneho nasemu okoli, tak mate zaznam toho, jak na zaklade zadanych fyzikalnich zakonu mohla tato cast naseho vesmiru vzniknout. Samozrejme asi jeste nezname vsechny potrebne zakony, ale minimalne to muze potvrdit, ze za zadanych podminek je realne, aby nas svet vypadal, jak vypada - tj. ze zname fyzikalni zakony jeho soucasne podobe neodporuji. To je podle me celkem dobry vysledek.
Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
D. Hruška,2022-02-15 07:52:08
Takhle vysvětlené mi to teď dává mnohem větší smysl.
Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
Vladimír Bzdušek,2022-02-15 09:54:48
K merítku simulácie.
Kus dnešného vesmíru do vzdialenosti 600000000 ly
zaberá objem asi 1*10exp27 ly3.
Ak ho rozdelíme na 130000000000 "častíc",
tak jedna častica má objem asi 7*10exp15 ly3,
čo je kocka o hrane 191000 ly.
Naša (špirálová) galaxia má priemer 100000 ly,
hrúbku 1000 ly.
Najbližšia galaxia je vzdialená 25000 ly,
do vzdialenosti 200000 ly je 13 galaxií.
Je tu ešte jeden háčik.
Nepriamo z článku vyplýva, že stredom simulácie sme my tu.
Citujem z článku:
"simulace vytváří konkrétní oblast našeho vesmíru.
V tomto případě šlo o vesmír kolem nás"
Znamená to, že tu je stred vesmíru, tu začal veľký tresk,
ak teda simulácia začala od neho?
Citujem ďalej:
"Ve středu simulace se skví dvojice galaxií spirálních galaxií,
které jsou naší srdeční záležitostí – Galaxie v Andromedě a stará dobrá Mléčná dráha."
Re: Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
D. Hruška,2022-02-15 11:19:45
Vesmír nemá žádný střed tak, jak si ho představujete, stejně nemá žádný střed povrch Země. A žádný poledník není z geometrického hlediska významnější než jiný, ale učenci z Londýna určili (překvapivě) jako nultý poledník ten, na kterém ležela jejich observatoř v Greenwich.
Re: Re: Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
Vladimír Bzdušek,2022-02-16 13:22:17
Vesmír nemá stred, ale ak má začiatok vo veľkom tresku a dnes má rozmer 14 mld ly, a ak sa tá simulácia začala práve tým veľkým treskom, tak mi vysvetlite, ako je možné, že jej výsledkom je tá práve nepatrná časť vesmíru, kde sme práve my a naša galaxia. To je ako možné?
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
Michaela Tejchmanova,2022-02-16 17:36:59
Protoze pokud uvazujeme, ze velky tresk je pocatkem casoprostoru, tak zadna oblast vesmiru neni dulezitejsi a blize mistu velkeho tresku, nez jakakoliv jina. Neni to tak, ze by velky tresk probehl v urcitem bode a pak se rozpinal do prostoru - velky tresk v sobe vlastne obsahoval cely prostor a rozpinal se (v ramci moznosti) rovnomerne. Tedy nezalezi jakou cast vesmiru ta similace obsahuje, protoze vsechny casti vesmiru jsou z tohoto podlehu rovnocenne. Jen ta oblast kolem nas se jaksi lepe pozoruje.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
Vladimír Bzdušek,2022-02-16 21:43:37
Všetko čo píšete je obecne známa pravda, a odpovedáte mi na to, čo som sa nepýtal. Ja som sa pýtal na niečo iné.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jakákoliv simulace
D. Hruška,2022-02-16 21:21:57
Nikdo netvrdí, že má vesmír rozměr 14 Gly. Jeho současný rozměr je několikanásobek této hodnoty a vzdálené části vesmíru se od sebe vzdalují rychlostí převyšující rychlost světla. Jen zatím není jisté, do jakého tvaru je vesmír zakřivený.
Zajímalo by mne,
Pavel Nedbal,2022-02-13 19:58:58
co je ten Velký atraktor. Není to náhodou černá díra o velikosti srovnatelné s galaxiemi? Která zcela potichu (s absencí žhavého disku) polyká celé galaxie, jsouce spíše Velkým Finito?
Re: Zajímalo by mne,
Igor Němeček,2022-02-13 22:12:35
Poprvé jsem zavadil o pojem Velký atraktor ve videu "Dynamika největších struktur ve vesmíru – přednáší Ing. arch. Ivan Havlíček" https://youtu.be/-vdGUJzQQX0 a udělalo to na mě velký dojem. Aktuálně je naše galaxie natočena tak, že je tato struktura schovaná za jejím centrem, takže máme smůlu. Někteří dinosauři to měli naservírované lépe. Vypadá to, že je to taková potvora, že jsou galaxie pod její rozlišovací schopnost.
Přesnost měření
John Wellington,2022-02-13 19:07:35
Bylo by dobré u těchto článků vždy zmínit jak přesná vlastně daná simulace je. "Kolik % simulace se překrývalo se skutečným pozorováním" apod.
Ta informace je bohužel povrchní
Jan Jančura,2022-02-13 18:11:39
Ta informace je bohužel povrchní. Co vlastně simulovali? Lokálně je to definované jako okolí naší Galaxie v poloměru 600 mil světových let, ale úplně schází časové měřítko. Zde si můžeme domýšlet cokoliv.
Re: Ta informace je bohužel povrchní
Jarda Ticháček,2022-02-16 18:18:58
No. S trochou přemýšlení lze dojít k nějakému tomu upřesnění:
Vzali nejbližší okolí, nacpali jej do počítače, k tomu přihodili veškeré znalosti toho, jak by podle nás měl vesmír fungovat a pustili to pozpátku. A pak se ti kluci ušatí podívají na jiný kousek vesmíru ve vzdálenosti tří miliard světelných let, k tomu se podívají na pár míst ještě starších a začnou dumat. Buď ten film puštěný pozpátku bude pasovat, nebo ne. Jestli bude, jsme na dobré cestě, jestli ne, jsou dvě možnosti. Buď špatně funguje vesmír, nebo je nějaká chyba v našich představách o něm.
Tím je patrně doplněno to časové měřítko. Od současnosti až kamkoli do minulosti, kam až lze dohlédnout. Také to funguje kamkoli do budoucnosti, jen si nejsem jist tím, že za těch pár set tisíc let potřebných k nějaké pozorovatelné odchylce od reality bude tato simulace někoho zajímat.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
