კოსმოსურ კალენდარზე, რომელზეც სამყაროს ქრონოლოგია ერთ წელიწადშია დატანილი, თანამედროვე ადამიანები მხოლოდ 31 დეკემბრის ბოლო წუთზე გამოჩნდნენ.
საჭიროა, ყველაფერი, რაც სამყაროს ევოლუციის შესახებ ვიცით, ერთად შევკრიბოთ. კოსმოსის 13,8 მილიარდ-წლიანი ისტორიის უდიდეს ნაწილს ჩვენ უბრალოდ არ მოვსწრებივართ, რათა მას მოქმედებაში დავკვირვებოდით.
ეს დეტექტიური საქმიანობა ძლიერ რთულია. ჩვენს ნაკრებში არსებული ერთ-ერთი ხელსაწყოა იმ ვრცელ სტრუქტურათა წარმოქმნისა და ევოლუციის სიმულაციები, რომლებიც დაკვირვებად კოსმოსშია გადაჭიმული.
ახლახან, მკვლევართა საერთაშორისო ჯგუფმა ჰელსინკის უნივერსიტეტის ხელმძღვანელობით, სუპერკომპიუტერების გამოყენებით შექმნა ჩვენი ადგილობრივი სამყაროს ევოლუციის ამ დროისათვის ყველაზე დიდი და ზუსტი სიმულაცია. თუ გავითვალისწინებთ, რომ სამყაროს ევოლუცია გრძელდება, ის შეიძლება დაგვეხმაროს ამ პროცესში ჩართული დინამიკის გაგებაში, მათ შორის ბნელი მატერიისა და ბნელი ენერგიის კვლევაში.
„სიმულაციები მარტივად ცხადყოფს ფიზიკის იმ კანონთა შედეგებს, რომლებიც ბნელ მატერიაზე და კოსმოსურ გაზზე მოქმედებს ჩვენ სამყაროს 13,8 მილიარდ-წლიან ისტორიაში“, — ამბობს ბრიტანეთის დარემის უნივერსიტეტის კოსმოლოგი კარლოს ფრენკი.
მისივე განცხადებით, ის ფაქტი, რომ მათ ნაცნობი სტრუქტურების ხელახლა წარმოება შეძლეს, მნიშვნელოვნად უჭერს მხარს ცივი ბნელი მატერიის სტანდარტულ მოდელს და გვეუბნება, რომ სწორ გზას ვადგავართ მთელი სამყაროს ევოლუციის გაგებაში.
სიმულაციას სახელად SIBELIUS-DARK-ი უწოდეს და მოიცავს კოსმოსის სივრცეს მზის სისტემიდან 600 მილიონი სინათლის წლის რადიუსში. მათ შრის არის რამდენიმე გალაქტიკათგროვა, მაგალითად, ქალწულის, ბერენიკეს თმების და პერსევსის; ირმის ნახტომი და ანდრომედას გალაქტიკა; ადგილობრივი ვოიდი და დიდი ატრაქტორი.
საჭირო იყო, რომ კოსმოსის ამ მოცულობაში, სიმულაციას მხედველობაში მიეღო დაახლოებით 130 მილიარდი ნაწილაკი. ამ ნაწილაკების კომპიუტერულ გამოთვლებს სამყაროს მთელი არსებობის მანძილზე, თანაც ამ დრომდე ყველაზე მაღალი რეზოლუციით, რამდენიმე კვირა დასჭირდა დარემის უნივერსიტეტის სუპერკომპიუტერ COSMA-ზე; მიღებული მონაცემების ზომა პეტაბაიტია. ამის შემდეგ, ეს შედეგები მკვლევრებს უნდა შეედარებინათ რეალური სამყაროს დაკვირვებებით მიღებულ მონაცემებთან.
ამან კი ჯგუფს კოსმოლოგიის ე. წ. ცივი ბნელი მატერიის მოდელის კვლევის საშუალება მისცა — სამყაროს ევოლუციის რუკაზე დატანის ამჟამინდელი სტანდარტის. ეფუძნება ბნელი მატერიის ვრცელ კოსმოსურ აბლაბუდას, იდუმალ, უხილავ მასას, რომელიც წარმოქმნის სამყაროს იმ დამატებით გრავიტაციას, რომელსაც მხოლოდ ჩვეულებრივი მატერია არ ეყოფოდა.
ამ მოდელის მიხედვით, ბნელი მატერია შეჯგუფებებად გროვდება, რომლებსაც ჰალოებს უწოდებენ. ამ ჰალოებში ჩაედინება წყალბადი და სხვა აირები და თანდათან წარმოიქმნება ვარსკვლავები და გალაქტიკები. ეს მოდელი დაკვირვებადი სამყაროს რამდენიმე თვისებას ხსნის. თუმცა, მასში გაერთიანებულ სიმულაციათა უმეტესობა ახდენს სამყაროს შემთხვევითი მონაკვეთის სიმულირებას.
სამყაროს ჩვენი მონაკვეთი შემთხვევითი ნორმიდან ცოტათი მიღმაა. ირმის ნახტომი ვოიდში მიცურავს, ანუ გალაქტიკებისგან შედარებით ცარიელ სივრცეში, ვიდრე სამყაროს უფრო ფართო მასშტაბით გადანაწილების საშუალო მაჩვენებელია. შესაბამისად, მკვლევრებმა სამყაროს ჩვენი კუთხის ხელახლა აღდგენა გადაწყვიტეს, რათა ენახათ, შეძლებდა თუ არა ცივი ბნელი მატერიის მოდელი იმის ხელახლა წარმოქმნას, რასაც ჩვენს უშუალო სიახლოვეში ვხედავთ.
ასეც მოხდა.
„ეს პროექტი ნამდვილად ინოვაციურია. სიმულაციები წარმოაჩენს, რომ ცივი ბნელი მატერიის სტანდარტულ მოდელს შეუძლია ყველა იმ გალაქტიკის წარმოქმნა, რომლებსაც ჩვენს სამეზობლოში ვხედავთ. ეს ამ მოდელის მიერ გავლილი ძალიან მნიშვნელოვანი ტესტია“, — ამბობს ნიდერლანდების ლაიდენის უნივერსიტეტის კოსმოლოგი მეთიუ შალერი.
თუმცა, SIBELIUS-DARK-მა ასევე აჩვენა, რომ ადგილობრივი ვოიდი უჩვეულო უნდა იყოს იმით, რომ როგორც ჩანს, ის იმთავითვე განვითარდა ბნელი მატერიის ადგილობრივი ფართომასშტაბიანი ნაკლებად სიმკვრივისგან. სამომავლო კვლევების საგანია იმის დადგენა, თუ რამ განაპირობა ადრეული კოსმოსური აბლაბუდის ეს ნაკლები სიმკვრივე.
ამასობაში, კოსმოლოგიის ცივი ბნელი მატერიის შესამოწმებლად, მკვლევართა ჯგუფი სიმულაციის ანალიზებს განაგრძობს.
„ეს პროექტი მნიშვნელოვან ხიდს აშენებს ათწლეულების მანძილზე შემუშავებულ თეორიებსა და ასტრონომიულ დაკვირვებებს შორის“, — ამბობს ჰელსინკის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი სტიუარტ მაკალპინი.
კვლევა Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ras.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
