Zrozumienie początków i ewolucji Wszechświata od dawna przestano opierać wyłącznie na klasycznych obserwacjach nieba. W sierpniu i wrześniu 2026 roku świat naukowy obiegły szczegółowe wyniki projektu ASTRID – jednej z największych i najbardziej zaawansowanych kosmologicznych symulacji hydrodynamicznych w historii. Naukowcy korzystający z potężnego superkomputera Frontera w Texas Advanced Computing Center (TACC) doprowadzili gigantyczne obliczenia do punktu oznaczonego jako współczesność ($z = 0$).
Oznacza to, że cyfrowy model z powodzeniem odwzorował 13,5 miliarda lat historii kosmosu – od tzw. kosmicznego świtu aż po dzisiejszy dzień.
Od bilionów cząstek do gigantycznych struktur
Stworzenie cyfrowego odpowiednika kosmosu wymagało mocy obliczeniowej, która przyprawia o zawrót głowy. Zespół badawczy m.in. z Carnegie Mellon University zamknął w wirtualnej przestrzeni o szerokości około 815 milionów lat świetlnych aż 166 miliardów cząstek (a w szerszych zestawieniach danych nawet ułamki biliona).
Superkomputer musiał bez przerwy przetwarzać skomplikowane prawa fizyki:
- grawitację i dynamikę płynów (hydrodynamikę),
- powstawanie i ewolucję pierwszych gwiazd,
- narodziny, wzrost oraz łączenie się supermasywnych czarnych dziur,
- oddziaływanie gazów oraz jonizację wodoru w młodym wszechświecie.
Każdy pojedynczy „zrzut” stanu symulacji generuje gargantuiczną ilość danych rzędu 30 terabajtów. Bez maszyn klasy TACC Frontera takie przedsięwzięcie w ogóle nie mogłoby dojść do skutku.
Odpowiedź na zagadki Teleskopu Jamesa Webba
Timing publikacji pełnych danych ASTRID nie jest przypadkowy. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) od momentu swojego wystrzelenia dostarcza spędzających sen z powiek danych o zaskakująco masywnych czarnych dziurach i galaktykach istniejących w znikomym czasie po Wielkim Wybuchu. Astrofizycy zadają sobie pytanie: jak te obiekty zdołały urosnąć tak potężnie w tak krótkim czasie?
ASTRID służy dziś jako wirtualne laboratorium pozwalające przetestować te teorie. Model ten wyjątkowo dobrze radzi sobie z odwzorowaniem dynamiki czarnych dziur, ich orbit zderzeniowych oraz mechanizmów tzw. sprzężenia zwrotnego (AGN feedback). Pozwala to naukowcom precyzyjnie szacować m.in. tło fal grawitacyjnych, które w przyszłości będą rejestrowane przez zaawansowane obserwatoria pokroju planowanej misji LISA.
Pełne katalogi danych z symulacji ASTRID zostały udostępnione publicznie w portalu Pittsburgh Supercomputing Center, dając badaczom z całego świata narzędzie do weryfikacji modeli standardowej kosmologii.
Źródło: RSS Popularyzacja
KOMENTARZE