ראינו וידיאו עם חלוף זמן של עצים צומחים או נוצרים הרים, אפילו של פני כדור הארץ זינקו כדי להראות כיצד היבשות עברו לתצורותיהן של ימינו ויעברו בעתיד.
תוכן קשור
- האזנה למפץ הגדול
- סיור מהיר דרך טבע היקום שלנו
כעת, אנו יכולים לראות תמונות ממועד הזמן של היקום המתפתח - 13 מיליארד שנות התפתחות קוסמית, וכל זאת בתוך קוביה של 350 מיליון שנות אור בצד - הצטמק למסך המחשבים שלנו. הקליפ שלמעלה אורג אותנו דרך הזמן והמרחב כאשר גז מתחמם, כוכבים מתפוצצים, גלקסיות נוצרות, חורים שחורים זוללים והיקום מתרחב. אנו רואים את המרחבים העצומים של החלל הממופה כחומר אפל, כמו טמפרטורת הגז, כמתכות כבדות, כאור גלוי - נתונים החופפים ומכסים אותם דרך 12 מיליארד פיקסלים תלת-ממדיים.
"עד כה, אף סימולציה אחת לא הצליחה לשחזר את היקום בקנה מידה גדול וקטן כאחד בו זמנית", אומר מארק ווגלסברגר ממרכז MIT / הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה (CfA). ווגלסברגר, יחד עם חוקרים בגרמניה, בריטניה ומוסדות אחרים בארה"ב, חשפו אתמול את הסימולציה שלהם בטבע .
היקום הווירטואלי אך המציאותי הזה נבנה באמצעות תוכנית מחשב בשם Illustris, שהעסיקה קוד מורכב לבניית היקום עוד מימיו, כ 12 מיליון שנה לאחר המפץ הגדול.
יצירת תוכנית המשתרעת על פני מיליארדי שנים נדרשת השקעה ממושכת בקנה מידה אנושי - החוקרים בילו חמש שנים בפיתוח Illustris. בתוך כך, חישובים בפועל ארכו שלושה חודשים של "זמן ריצה" על מחשבי-על וכללו 8, 000 יחידות עיבוד מרכזיות (מעבדים, שכל אחד מהם היה "המוח" של מחשב) עובדים במקביל. לשם השוואה, המחשב השולחני הממוצע העובד לבדו היה מסיים משימה זו בעוד 2, 000 שנה.
עם סיום החישוב בימינו, אילטיסיס בנה יותר מ- 41, 000 גלקסיות, יחד עם אשכולות ו חללים גלקסיים, שלדברי החוקרים לוכדים היטב את מהות היקום הממשי. התקרבות מגלה רזולוציה כה עדינה עד שהיא מסוגלת להראות את הכימיה של גזים המסתחררים בגלקסיות בודדות.
איך עובד הסימולציה? היבט זעיר אחד מבוסס על עיקרון בסיסי של האור, החומר המהיר ביותר ביקום. האור נע במהירות ידועה - 299, 792, 458 מטר לשנייה - כך שאנו משתמשים בטלסקופים כדי להביט בגלקסיה שממיליון שנות אור משם, אנו רואים את העבר - אור שנפלט לפני מיליארד שנה. כך שהאסטרונומים הרחוקים יותר מסתכלים, האב אחורה בזמן שהם יכולים לראות.
אולם תצפיות מטלסקופים רק יוצרים חלקים נפרדים מהתפתחות היקום ואינם מאפשרים לאף אחד לראות כיצד, למשל, גלקסיה ספציפית מתרחשת לאורך זמן. לכן החוקרים שבנו את אילוסטריס היו צריכים למלא פערים אדירים במרחב ובזמן על ידי בדיקת היסודות של האופן שבו חומר נורמלי, חומר אפל ואנרגיה אפלה - "הדברים" העיקריים של היקום - מתקשרים בחלל. כפי שניתן לצפות, תהליכים פיזיקליים וכימיים מורכבים משפיעים על צורת מבנים קוסמיים.
המחשבה הנוכחית מצביעה על כך שהתפתחות התכונות במרחב "היא תהליך של ויסות עצמי, במובן זה שהמבנים היוצרים, בפרט כוכבים וחורים שחורים, משפיעים על סביבתם ועל ההתפתחות העוקבת של דור המבנים הבא, " סופרים כותבים באתר של אילוסטריס. "באילוסטריס, מערך מקיף (גם אם לא שלם) של תהליכים פיזיקליים כמו רוחות גלקטיות מונעות על ידי הכוכבים והזרקת אנרגיה תרמית של חור שחור, מעוצבים לאורך ההיסטוריה הקוסמית." הדמיות כאלה הן המפתח ליצירת מערכת מציאותית של גלקסיות מעוצבות.
סרטונים אחרים שהופקו על ידי המחברים מראים פרוסות ספציפיות של ההדמיה - 13 מיליארד שנה של טמפרטורות גז בחלל, או את ההתפתחות המלאה של גלקסיה מסוימת. "אילוסטריס הוא כמו מכונת זמן", אומר המחבר המשותף שי גנל מה- CfA. "אנו יכולים ללכת קדימה ואחורה בזמן. נוכל להשהות את ההדמיה ולהתרחק במצבר גלקסיה או גלקסיה אחת כדי לראות מה באמת קורה. "
ואנחנו יכולים גם להביט בפליאה, כשאנו עפים דרך חוטים שמזכירים רשתות עצביות, בגודל העצום של המרחב והזמן וכוח האנושות לדמות זאת.
