Para ilmuwan mensimulasikan jutaan alam semesta pada superkomputer untuk mempelajari pembentukan galaksi

Melalui kaca yang terlihat: Untuk lebih memahami bagaimana galaksi sebenarnya terbentuk, kita harus dapat mengamati pembentukan dan pertumbuhannya selama miliaran tahun. Sebagai pengganti mesin waktu, para ilmuwan dari University of Arizona menggunakan superkomputer untuk mensimulasikan jutaan alam semesta dan galaksi.

Para ilmuwan telah mempelajari pembentukan galaksi menggunakan teknologi mutakhir selama beberapa dekade namun bahkan belum, kami nyaris tidak menggores permukaan pemahaman persis bagaimana tubuh besar ini tumbuh, berevolusi dan berperilaku.

Ini masalah skala dan waktu, sungguh: mereka sangat besar dan telah ada begitu lama sehingga pengamatan kami hanya memberikan gambaran sesaat.

Peter Behroozi, asisten profesor di UA Steward Observatory, mengatakan mensimulasikan sebuah galaksi tunggal membutuhkan 10 hingga operasi komputasi ke-48. “Semua komputer di Bumi yang digabungkan tidak dapat melakukan ini dalam seratus tahun. Jadi untuk hanya mensimulasikan satu galaksi, apalagi 12 juta, kami harus melakukan ini secara berbeda, ”katanya.

Dengan demikian, setiap alam semesta yang disimulasikan diberi kode untuk mematuhi teori fisik yang berbeda tentang bagaimana galaksi seharusnya terbentuk. Selama periode tiga minggu, superkomputer "Ocelote" di cluster High Performance Computing UA berderak angka, memproses data pada lebih dari delapan juta alam semesta yang disimulasikan dan 12 juta galaksi yang membentang dari sekitar 400 juta tahun setelah Ledakan Dahsyat hingga saat ini.

Hasilnya telah membantu para ilmuwan memahami mengapa galaksi berhenti membentuk bintang-bintang baru bahkan ketika mereka memiliki banyak gas hidrogen untuk melakukannya.

“Ketika kita kembali lebih awal dan lebih awal di alam semesta, kita akan mengharapkan materi gelap menjadi lebih padat, dan karenanya gas menjadi semakin panas. Ini buruk untuk pembentukan bintang, jadi kami berpikir bahwa banyak galaksi di jagat raya mula-mula seharusnya berhenti membentuk bintang sejak lama, ”kata Behroozi. "Tapi kami menemukan yang sebaliknya: galaksi dengan ukuran tertentu lebih cenderung membentuk bintang pada tingkat yang lebih tinggi, bertentangan dengan harapan."

Makalah tim tentang masalah ini, UNIVERSEMACHINE: Korelasi antara Galaxy Majelis Halo Pertumbuhan dan Materi Gelap dari z = 0-10, tersedia online jika Anda ingin menggali lebih dalam.

Kredit masthead: galaksi spiral oleh Alex Mit. Jejak bintang oleh Christina Siow.