La nuova simulazione del MIT rivela importanti informazioni sulla nascita dell’universo

La generazione spontanea della realtà è disordinata.

Il Big Bang, ad esempio, ha liberato in un istante il valore dell’energia e della materia dell’universo, quindi l’ha spinto via in tutte le direzioni alla velocità della luce poiché le temperature in tutto l’universo in crescita hanno superato i 1.000 trilioni di gradi Celsius nel primo nanosecondo di esistenza. I successivi centinaia di milioni di anni, durante i quali l’universo si raffreddò al punto che potrebbero esistere particelle oltre i quark e i fotoni, quando apparvero atomi reali come l’idrogeno e l’elio, sono conosciuti come epoche buie, a scapito delle stelle che ancora non esistono per fornire luce.

Alla fine, tuttavia, vaste nubi di gas elementali si sono premute su se stesse abbastanza da accendersi, illuminando l’universo precedentemente oscuro e guidando un processo Questo è il motivo per cui l’universo non è solo un insieme di atomi di idrogeno ed elio. L’effettivo processo di come la luce di quelle nuove stelle interagisce con le nubi di gas circostanti per formare plasma ionizzato che ha generato elementi più pesanti non è completamente compreso, ma un team di che il loro modello matematico per questa era turbolenta è il più ampio e dettagliato mai ideato.

Il Simulatore, chiamato in onore Goddess of Dawn, simulando il periodo di reionizzazione cosmica osservando le interazioni tra gas, gravità e radiazione in un’area di ​​100 milioni di anni luce cubi. I ricercatori possono esaminare una sequenza temporale sintetica da 400.000 anni a un miliardo di anni dopo il Big Bang per vedere come il cambiamento di diverse variabili all’interno del modello influenzi i risultati generati.

“Thesan funge da ponte verso l’universo primordiale”, ha affermato Aaron Smith, Einstein Fellow della NASA presso il MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. . “Il suo scopo è quello di fungere da analogo simulato ideale per le imminenti strutture di osservazione, che è pronto a cambiare radicalmente la nostra comprensione dell’universo”.

È caratterizzato da maggiori dettagli in maggiore magnitudine rispetto a qualsiasi simulazione precedente grazie a un nuovo algoritmo che traccia l’interazione della luce con il gas che corrisponde alla formazione di una galassia separata e modella il comportamento della polvere cosmica.

Rahul Kanan dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, che ha collaborato al progetto con il Massachusetts Institute of Technology e il Max Planck Institute for Astrophysics, ha affermato notizie del MIT. “In questo modo, seguiamo automaticamente il processo di reionizzazione man mano che si presentano”.

L’esecuzione di questa simulazione è Un supercomputer a Garching, in Germania. I 60.000 core di elaborazione equivalgono a 30 milioni di ore di CPU che lavorano in parallelo per schiacciare i numeri di cui Thesan ha bisogno. Anche il team ha già visto risultati sorprendenti dall’esperimento.

“Thesan ha scoperto che la luce non percorre grandi distanze nell’universo primordiale”, ha detto Cannan. “In effetti, questa distanza è molto piccola e diventa grande solo alla fine della reionizzazione, aumentando di 10 volte in poche centinaia di milioni di anni”.

Cioè, la luce alla fine del periodo di reionizzazione ha viaggiato più lontano di quanto i ricercatori avessero pensato in precedenza. Notano anche che il tipo e la massa della galassia possono influenzare il processo di reionizzazione, sebbene il team di Thesan si sia affrettato a sottolineare che era necessario il supporto per le osservazioni del mondo reale prima che questa ipotesi potesse essere confermata.