우주에서 물질의 분포를 보여주는 시뮬레이션 된 이미지. 이미지 크레디트 : MPG. 클릭하면 확대됩니다.
영국, 독일, 일본, 캐나다 및 미국의 천체 물리학 자 그룹 인 처녀 자리 컨소시엄은 오늘 (6 월 2 일) 우주 구조의 성장과 은하의 형성에 대한 가장 크고 가장 현실적인 시뮬레이션의 첫 번째 결과를 발표했습니다. 퀘이사. Nature에 발표 된 논문에서 Virgo Consortium은 이러한 시뮬레이션 된 데이터를 대규모 관측 조사와 비교하여 실제 은하와 블랙홀의 축적을 이루는 물리적 프로세스를 어떻게 나타낼 수 있는지 보여줍니다.
“밀레니엄 시뮬레이션”은 100 억 개 이상의 입자를 사용하여 한면에 20 억 광년이 넘는 우주의 입방 영역에서 물질 분포의 진화를 추적했습니다. 독일 Garching에있는 Max Planck Society의 슈퍼 컴퓨팅 센터에 주요 슈퍼 컴퓨터를 1 개월 이상 사용했습니다. Virgo 과학자들은 25 테라 테라 바이트 (2 천 5 백만 메가 바이트)의 저장된 산출물에 정교한 모델링 기법을 적용함으로써 약 2 천만개의 은하에 대해이 거대한 양을 채우고 때로는 마음에 퀘이사로 보이는 초 거대 블랙홀에 대한 진화 이력을 재현 할 수 있습니다 .
전자 레인지에 민감한 망원경은 우주가 400,000 년 전일 때 우주를 직접 촬영할 수있었습니다. 그 당시 유일한 구조는 물질과 방사선이 균일하지 않은 약한 잔물결이었습니다. 중력에 의한 진화는 나중에이 잔물결을 오늘날 우리가 볼 수있는 엄청나게 풍부한 구조로 바 꾸었습니다. 밀레니엄 시뮬레이션은 우주의 진화에 대한이 새로운 패러다임이 실제로 우리가 보는 것과 일치하는지 확인하고 은하와 그 중심 블랙홀을 일으킨 복잡한 물리학을 탐구한다는 쌍둥이 목표와 함께이 성장을 따라갑니다. .
최근 우주론의 발전은 우리 우주의 약 70 %가 현재 신비한 힘의 영역 인 암흑 에너지로 구성되어 있다는 것을 보여줍니다. 약 1/4은 분명히 지구상에서 직접 감지되지 않은 새로운 종류의 원소 입자 인 Cold Dark Matter로 구성됩니다. 우리가 잘 알고있는 일반적인 원자 물질, 수소와 헬륨으로 구성된 물질로 약 5 % 만 생산됩니다. 이 모든 구성 요소는 밀레니엄 시뮬레이션에서 처리됩니다.
자연계 기사에서 처녀 자리 과학자들은 밀레니엄 시뮬레이션을 사용하여 블랙홀의 초기 성장을 연구합니다. 슬로안 디지털 스카이 서베이 (SDSS)는 우주가 현재 나이의 10 분의 1 이하일 때 태양보다 최소 10 억 배나 더 큰 블랙홀을 호스팅하는 것으로 보이는 매우 먼, 매우 밝은 퀘이사를 발견했습니다.
밀레니엄 프로젝트의 리더이자 논문의 첫 번째 저자 인 Volker Springel (Max Planck Astrophysics, Garching) 박사는“많은 천문학 자들은 표준 그림에 의해 예측 된 구조의 점진적 성장과 조화가 불가능하다고 생각했다”고 말했다. 우리는 우리 은하와 퀘이사 형성 모델링을 시도했을 때, 매우 드문 SDSS 퀘이사를 설명 할 수있는 거대한 블랙홀이 조기에 형성되는 것을 발견했습니다. 그들의 은하계는 우주가 단지 수억 년이되었을 때 밀레니엄 데이터에 처음 나타나고, 현재까지 가장 큰 은하단의 중심에서 가장 큰 은하가되었다”고 말했다.
영국 처녀 자리 수장 인 Carlos Frenk 교수 (더럼 대학교 전산 우주 과학 연구소)의 예비 결과 중 가장 흥미로운 부분은 밀레니엄 시뮬레이션이 처음으로이 문제에 특징적인 패턴이 각인되었음을 입증한다는 사실입니다 초기 신기원에서의 분포와 마이크로파지도에서 직접 볼 수있는 은하의 관측 된 분포에서 여전히 존재하고 감지 될 수 있어야한다. 프랭크 교수는“우리가 남작 흔들림을 충분히 측정 할 수 있다면 우주의 기하학과 팽창 이력을 특성화하고 암흑 에너지의 본질에 대해 배울 수있는 표준 측정 막대를 제공 할 것”이라고 말했다.
"이러한 시뮬레이션은 놀라운 이미지를 생성하고 초기 우주가 어떻게 형성되었는지에 대한 우리의 이해에서 중요한 이정표를 나타냅니다." PPARC의 CEO 인 Richard Wade 교수는 말했다. "천문학에 대한 최신 관측치가 우주 역사의 이론적 모델의 예측을 테스트하는 데 사용될 수 있기 때문에 천년기 이론과 실험 사이의 상호 작용에 대한 훌륭한 예입니다."
밀레니엄 시뮬레이션의 가장 흥미롭고 광범위한 응용 프로그램은 여전히 독일에서 처녀 자리 노력을 이끌고있는 Simon Plan (Max Planck Institute of Astrophysics) 교수에 따르면 계속 나오고 있습니다. “새로운 관측 캠페인은 우리에게 은하의 특성, 블랙홀 및 우리 우주의 대규모 구조에 관한 전례없는 정밀성에 대한 정보를 제공하고 있습니다. “이러한 설문 조사를 효과적으로 사용하여 세계의 기원과 본질을 배우려면 이론의 결과를 예측할 수있는 능력이 일치하는 수준의 정밀도에 도달해야합니다. 밀레니엄 시뮬레이션은이를위한 고유 한 도구입니다. 우리의 가장 큰 도전은 천문학 자들이 자신의 관측 설문을 해석하기 위해 자신의 은하와 퀘이사 형성 모델링을 삽입 할 수 있도록 힘을 모든 곳에서 이용할 수있게하는 것입니다.”
원본 출처 : PPARC 뉴스 릴리스
