Научница пореклом из Србије, Дебора Шиjачки, обjавила jе у часопису Nature до сада наjдетаљниjу компjутерску симулациjу еволуциjе универзума
Текст: Борис Клобучар
Тим астрофизичара са наjпознатиjих светских универзитета, укључуjући др Дебору Шиjачки са Института за астрономиjу на Кембриџу, саставили су преко стотину хиљада линиjа компjутерског кода коjи симулира еволуциjу Космоса на начин на коjи jе то до сада било немогуће. Тринаест милиjарди година сабиjено jе у два минута и двадесет секунди у коjима видимо процесе формирање галаксиjа, звезда и планета у високоj резолуциjи, са великом физичком тачношћу, на огромноj скали.
Дебора Шиjачки, тренутно професорка на Кембриџу и добитница стипендиjе Института Хабловог свемирског телескопа, jедне од три наjпрестижниjе стипендиjе коjу додељуjе НАСА, део jе интернационалног тима научника коjи jе радио на Illustrisu. Научницима jе било потребно пет година рада да развиjу оваj проjекат. Коначни прорачуни су траjали три месеца, користећи паралелно 8000 компjутерских процесора; еквивалент овоме jе да би jедном рачунару било потребно 2000 година да обави исте калкулациjе.
У свом обjашњењу Illustrisa, Дебора каже да уз помоћ ове симулациjе можемо узети jедну галаксиjу, попут Млечног пута, и пратити њену еволуциjу од настанка, кроз млађе периоде, па све до данас. Illustris нам по први пут омогућава да посматрамо како су се све те разноврсне галаксиjе, и црне рупе у њиховим центрима, формирале, и у том смислу он jе невероватно технолошко достигнуће.
Зашто jе настао Illustris?
Стандардни космолошки модел претпоставља непознате форме, такозвану тамну материjиу и тамну енергиjу, као доминантне у тренутном саставу универзума. Да би тестирали ову теориjу, потребна су прецизна мерења видљиве материjе, коjа се директно може посматрати у облику звезда, гасова, црних рупа и пре свега галаксиjа као основних jединица структуре универзума. Циљ проjекта jе да се галаксиjе прикажу компjутерски, а затим да се добиjена симулациjа упореди са реалном сликом свемира.
У последњих двадесетак година настало jе много симулациjа видљиве, као и тамне материjе, коjе за факторе углавном узимаjу само гравитационе интеракциjе. Illustris jе толико важан jер при прорачуну, поред гравитационе интеракциjе материjе, прати и хидродинамику, односно кретање космичких гасова, ширење свемира, као и формирање галаксиjа и црних рупа. У обзир узима и хемиjске реакциjе у самим гасовима, зрачења, као и магнетна поља. Резултат jе верни приказ преко десет хиљада галаксиjа са различитим брзинама раста, великим опсегом маса, димензиjа и облика, и све то у веома високоj резолуциjи.
Досадашњи резултати
Резултати Illustrisa мораjу бити верни приказ реалности како би се могли користити у откривању феномена у настанку и развоjу галаксиjа. Неке космичке феномене, попут рађања звезда, немогуће jе прецизно снимити, па компjутерске симулациjе мораjу да користе велики броj математичких апроксимациjа, односно поjедностављења.
Управо због тога, Дебора Шиjачки и њен тим морали су се уверити да jе симулациjа реалан приказ природног стања. У многоброjним поређењима и мерењима, Illustris jе показао да успешно савладава комплексне задатке: он репродукуjе особине галаксиjа и њихове међусобне интеракциjе, количину гасова у универзуму и њихову локациjу, проучава састав галаксиjа, њихову еволуциjу током времена и реконструише многе друге процесе коjи су се одвиjали у Космосу током претходних 13,7 милиjарди година. Са досадашњим резултатима, ово jе наjдетаљниjа и наjверниjа космолошка симулациjа до сада.