”Илустрована” Васиона

Група америчких и европских астрофизичара показала је свету компјутерску симулацију тродимензионалне структуре Васионе. Пројекат под називом Illustris представља покушај да се моделује еволуција материје у Васиони, почев од раних етапа њеног живота па до данас. Модел добро приказује резултате посматрања Васионе, како у великим, тако и малим размерама, а разилажења са реалним чињеницама говоре о томе да наше поимање природе није потпуно.

У популарним вестима симулацију Illustris често називају ”моделом Васионе”. Назив једног од чланака са пројекта, објављеног на сајту листа Nature звучи много досадније — Својства галактика, како их представља хидродинамичка симулација. Истина се састоји у томе да је циљ пројекта Illustris да моделује не Васиону, већ то како је милијардама година у њој ”сакупљана” и згушњавана материја, не само она на коју смо навикли и од које се састоје наша тела, планете, звезде, већ и загонетнија ”тамна материја” (или скривена маса) које је отприлике четири пута више него видљиве. У раним стадијумима живота Васионе формиране су ”грудве” управо тамне материје и тек онда је почела да се концентрише и видљива материја, претварајући се постепено у галаксије, групе галаксија и усијани међугалактички гас.

У основу модела Illustris леже постојећа знања: закони хидродинамике који проучавају кретање течности и гасова, претпоставке о томе како се формирају и еволуирају галаксије, како су рапосређени и узајамно делују обична и ”тамна” материја, као и нове методе израчунавања — компјутерски кодови. У пројекат су укључени суперкомпјутери Француске, Немачке и САД.

Повод за вест је постала највећа симулација добијена у оквиру пројекта Illustris-1. Наравно, није реч о целој Васиони, већ о њеној области — коцки са дужином ивице 106,6 милиона парсека (1 парсек износи око 30,9 трилиона километара). Како би се моделовала еволуција материје у њој, било је потребно око 19 милиона процесорних сати (другим речима, када би читав рад обављао један процесор, морало би да се почне још пре наше ере).



Illustris није прва оваква симулација (од ранијих је добро позната, на пример, симулација Миленијум). Ново је то што је њеним творцима пошло за руком да скоро једнако добро моделују догађаје и у великим и у малим размерама. То значи да он добро представља и развој највеће структуре Васионе - ”космичке паучине”, која се састоји од група и супергрупа галаксија и ”нити” космичког гаса међу њима, као и мањих галаксија, и чак темпо рађања и смрти звезда у њима у зависности од времена.

Шта је на крају испало? Како тврде истраживачи, Illustris се врло добро слаже са многим подацима нагомиланим у току посматрања. На пример, са масама звезда и тамне материје у галаксијама, темпом формирања звезда у њима, као и са тим колико галаксија разних маса постоји у Васиони. Друга добра подударност је релативна расподела елиптичних и спиралних галаксија у прошлости и садашњости, карактеристике међугалактичког гаса у великим размерама, садржај елемената тешког водоника и хелијума у звездама и галактикама у целини. Посебни понос аутора је што је у току пројекта Illustris пошло за руком да се представе резултати најдубљег прегледа неба добијени космичким телескопом Хабл. Можете ли да их разликујете? - питају на званичном сајту пројекта, где су две слике изложене једна поред друге.

Ипак у нечему Illustris противречи или у крајњој линији, разилази се са посматрачима. Између осталог у малим галаксијама звезде се формирају раније и брже него што следи из посматрања, а просторна резолуција симулације је недовољна да покаже појаву таквих објеката као што су црне рупе. Наравно, ови недостаци нису повод за критику, већ за брижљиво истраживање: ако постоје такви пропусти, значи да ми не схватамо нешто у реалној Васиони или не представљамо превише коректно њене механизме помоћу математике и нумеричке технике. Јасно је да Illustris задуго очекује судбина једног од најважнијих инструмената савремене астрофизике и космологије.

Олга Закутњаја,