Simulace SIBELIUS-DARK (MW je Mléčná dráha). Kredit: Stuart McAlpine.

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.

Rozložení temné hmoty vesmíru v simulaci SIBELIUS-DARK. Kredit: McAlpine et al. (2022), MNRAS.

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.

DiRAC COSmology MAchine.Kredit: 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.