Ένα εντυπωσιακό ταξίδι στις απαρχές του Σύμπαντος πραγματοποίησαν επιστήμονες με τη βοήθεια ενός από τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές στον κόσμο. Χρησιμοποιώντας προηγμένα υπολογιστικά μοντέλα, κατάφεραν να αναπαραστήσουν την εξέλιξη του Σύμπαντος κατά τα πρώτα δύο δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν σχηματίστηκαν τα πρώτα άστρα, οι γαλαξίες και οι αρχικές κοσμικές δομές.
Πώς γεννήθηκε το φως στο Σύμπαν: Υπερυπολογιστής αναπαριστά όσα συνέβησαν πριν από 13 δισ. χρόνια
Η προσομοίωση, που ονομάζεται Lumina, επιτρέπει στους ερευνητές να παρακολουθήσουν πώς η ύλη, η σκοτεινή ύλη και η ακτινοβολία αλληλεπιδρούσαν κατά τη βρεφική ηλικία του Σύμπαντος, δημιουργώντας σταδιακά τον κόσμο που γνωρίζουμε σήμερα.
Η προσομοίωση, που ονομάζεται Lumina, επιτρέπει στους ερευνητές να παρακολουθήσουν πώς η ύλη, η σκοτεινή ύλη και η ακτινοβολία αλληλεπιδρούσαν κατά τη βρεφική ηλικία του Σύμπαντος, δημιουργώντας σταδιακά τον κόσμο που γνωρίζουμε σήμερα.
Πρόκειται για ένα σημαντικό επιστημονικό εργαλείο, καθώς δίνει στους αστρονόμους τη δυνατότητα να συγκρίνουν τις θεωρητικές προβλέψεις τους με πραγματικές εικόνες και δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb.
Από την πύρινη γέννηση στο κοσμικό σκοτάδι
Η ιστορία αρχίζει πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν το Σύμπαν βρισκόταν σε κατάσταση εξαιρετικά υψηλής θερμοκρασίας και πυκνότητας.
Καθώς διαστελλόταν, η θερμοκρασία του μειωνόταν, επιτρέποντας σταδιακά τον σχηματισμό των πρώτων ατόμων.
Περίπου 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν είχε ψυχθεί αρκετά ώστε να σχηματιστούν ουδέτερα άτομα, κυρίως υδρογόνου και ηλίου. Το φως μπορούσε πλέον να ταξιδεύει ελεύθερα, αλλά δεν υπήρχαν ακόμη άστρα για να φωτίζουν τον κοσμικό χώρο.
Ακολούθησε μια περίοδος που οι επιστήμονες ονομάζουν «κοσμικούς σκοτεινούς αιώνες».
Χρειάστηκε να περάσουν περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη για να αρχίσει η εμφάνιση των πρώτων άστρων. Με τη γέννησή τους, το Σύμπαν απέκτησε τις πρώτες νέες φωτεινές πηγές του και ξεκίνησε η διαδικασία που οδήγησε στη δημιουργία γαλαξιών.
Η δύναμη 15.000 επεξεργαστών
Για να αναπαραστήσουν αυτή την τεράστια κοσμική εξέλιξη, οι επιστήμονες αξιοποίησαν τον υπερυπολογιστή Frontier, ο οποίος βρίσκεται στο Εθνικό Εργαστήριο Όουκ Ριτζ, στο Τενεσί των Ηνωμένων Πολιτειών.
Η προσομοίωση αξιοποίησε περισσότερες από 15.000 μονάδες επεξεργασίας γραφικών (GPU), επιτρέποντας την επεξεργασία ενός εξαιρετικά μεγάλου όγκου δεδομένων.
Χάρη σε αυτή την υπολογιστική ισχύ, οι ερευνητές μπόρεσαν να μελετήσουν ταυτόχρονα τεράστιες περιοχές του πρώιμου Σύμπαντος και λεπτομέρειες που αφορούν τον σχηματισμό άστρων, γαλαξιών και μαύρων τρυπών.
Ο επικεφαλής της μελέτης, Όλιβερ Ζιρ, από το Κέντρο Αστροφυσικής Harvard & Smithsonian, εξήγησε ότι οι παρατηρήσεις του James Webb έχουν ανοίξει νέους δρόμους στην έρευνα για το νεαρό Σύμπαν.
Όπως σημείωσε, για να ερμηνεύσουν οι επιστήμονες όσα καταγράφει το τηλεσκόπιο, πρέπει να μετατρέψουν τις θεωρίες τους σε λεπτομερείς προβλέψεις, τις οποίες στη συνέχεια μπορούν να ελέγχουν με πραγματικά δεδομένα.
Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Τι μπορεί να αποκαλύψει για το μέλλον της αστρονομίας
Το Lumina δεν δημιουργήθηκε απλώς για να προσφέρει μια εντυπωσιακή εικόνα του αρχέγονου Σύμπαντος. Οι επιστήμονες φιλοδοξούν να το χρησιμοποιήσουν για να απαντήσουν σε ορισμένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της σύγχρονης αστροφυσικής.
Μεταξύ άλλων, θα εξετάσουν πώς μετακινούνταν τα αέρια ανάμεσα στους πρώτους γαλαξίες, πώς επηρέασε η ακτινοβολία την εξέλιξη της κοσμικής ύλης και υπό ποιες συνθήκες δημιουργήθηκαν περιοχές με έντονη παραγωγή νέων άστρων.
Παράλληλα, η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τις παρατηρήσεις του James Webb θα μπορούσε να αναδείξει αποκλίσεις ανάμεσα στις σημερινές θεωρίες και σε όσα πραγματικά συνέβησαν στο πρώιμο Σύμπαν.
ΤΑ ΑΚΙΝΗΤΑ ΤΗΣ ΕΒΔΟΜΑΔΑΣ
Πολιτική Δημοσίευσης Σχολίων
Οι ιδιοκτήτες της ιστοσελίδας www.politis.com.cy διατηρούν το δικαίωμα να αφαιρούν σχόλια αναγνωστών, δυσφημιστικού και/ή υβριστικού περιεχομένου, ή/και σχόλια που μπορούν να εκληφθεί ότι υποκινούν το μίσος/τον ρατσισμό ή που παραβιάζουν οποιαδήποτε άλλη νομοθεσία. Οι συντάκτες των σχολίων αυτών ευθύνονται προσωπικά για την δημοσίευση τους. Αν κάποιος αναγνώστης/συντάκτης σχολίου, το οποίο αφαιρείται, θεωρεί ότι έχει στοιχεία που αποδεικνύουν το αληθές του περιεχομένου του, μπορεί να τα αποστείλει στην διεύθυνση της ιστοσελίδας για να διερευνηθούν. Προτρέπουμε τους αναγνώστες μας να κάνουν report / flag σχόλια που πιστεύουν ότι παραβιάζουν τους πιο πάνω κανόνες. Σχόλια που περιέχουν URL / links σε οποιαδήποτε σελίδα, δεν δημοσιεύονται αυτόματα.
