ในเวลามากที่สุดที่จะให้กำเนิดชีวิตมนุษย์ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์และทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานตาครูซและสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีในซูริกได้ก่อให้เกิดการจำลองทางฟิสิกส์ครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับ การก่อตัวกาแลคซีที่ผลิตทางช้างเผือก พวกเขาตั้งชื่อลูกของพวกเขา Eris ...
“ ความพยายามก่อนหน้านี้ในการสร้างกาแลคซีดิสก์ขนาดใหญ่อย่างทางช้างเผือกล้มเหลวเนื่องจากกาแลคซีจำลองจำลองนั้นสิ้นสุดลงด้วยการเหวี่ยงศูนย์กลางขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับขนาดของดิสก์” Javiera Guedes ผู้เพิ่งได้รับปริญญาเอกของเธอ ในสาขาดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ UC Santa Cruz และเป็นนักเขียนคนแรกของกระดาษที่ได้รับการยอมรับสำหรับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical
เช่นเดียวกับทางช้างเผือก Eris เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยที่น่ารักซึ่งมีรูปร่างและเนื้อหาของดาวของเธอเหมือนกับการสร้างแบบจำลอง ด้วยการศึกษากาแลคซีของเราและคนอื่น ๆ ชอบมันการจำลองนี้เหมาะกับราจากทุกมุม “ เราผ่ากาแลคซีในหลาย ๆ แบบเพื่อยืนยันว่ามันเหมาะกับการสำรวจ” Guedes กล่าว
และ“ เจ็ดพี่น้อง” มีส่วนร่วมในโครงการด้วย ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Pleiades ที่ล้ำสมัยที่สุดของนาซาใช้เวลาประมวลผล 1.4 ล้านชั่วโมง แต่การคำนวณไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น การจำลองเกี่ยวกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ UCSC และศูนย์ประมวลผลซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งชาติสวิสก็มีส่วนเกี่ยวข้องเช่นกัน “ เราเสี่ยงที่จะใช้เวลาจำนวนมหาศาลในการจำลองกาแลคซีเดียวด้วยความละเอียดสูงพิเศษ” Madau กล่าว
เป็นเวลากว่าสองทศวรรษที่ความพยายามในการสร้างวิวัฒนาการของกาแลคซีทางช้างเผือกนั้นอยู่นอกเหนือความเข้าใจของนักวิจัย พวกเขาไม่สามารถผลิตรูปร่างขนาดและจำนวนประชากรที่เหมาะสมกับคุณสมบัติที่เป็นที่รู้จัก ต้องขอบคุณการค้นพบครั้งใหม่นี้การสนับสนุนสำหรับทฤษฎี“ สสารมืดเย็น” ได้เด่นชัดและสนับสนุนทฤษฎีบิ๊กแบง อะไรทำให้ขอบของ Eris ลองทำความเข้าใจกับการก่อตัวดาวของเราได้ดีขึ้น
“ การก่อตัวดาวฤกษ์ในกาแลคซีจริงนั้นเกิดขึ้นในแบบกระจุกดาวและเพื่อจำลองว่าการจำลองทางดาราศาสตร์นั้นทำได้ยาก” Madau กล่าว “ นี่เป็นการจำลองครั้งแรกที่สามารถแก้ไขเมฆก๊าซความหนาแน่นสูงที่ก่อตัวดาวฤกษ์ได้และผลลัพธ์ก็คือกาแลคซีทางช้างเผือกที่มีลักษณะนูนและดิสก์ขนาดใหญ่ มันแสดงให้เห็นว่าสถานการณ์สสารมืดเย็นที่ซึ่งสสารมืดให้การสนับสนุนสำหรับการก่อตัวกาแลคซีสามารถสร้างกาแลคซีที่อาศัยดิสก์เป็นหลักได้”
การให้กำเนิด Eris ไม่ใช่เรื่องง่าย จากการจำลองสถานการณ์ที่มีความละเอียดต่ำนักวิจัยก็เริ่มรวมตัวกันของสสารมืดซึ่งทำให้พวกมันกลายเป็นรัศมีกาแลคซี จากนั้นพวกเขาเลือกข้อมูลเกี่ยวกับรัศมีที่มีมวลและการควบรวมกิจการที่คล้ายกันมาเป็นของเราและ "กรอเทป" กลับสู่วัยเด็ก โดยมุ่งเน้นไปที่พื้นที่ขนาดเล็กพวกเขาสามารถเพิ่มข้อมูลอนุภาคเพิ่มเติมและเพิ่มความละเอียด
“ การจำลองตามการปฏิสัมพันธ์ของสสารมืดและก๊าซมากกว่า 60 ล้านชิ้น ฟิสิกส์จำนวนมากเข้าสู่รหัส - แรงโน้มถ่วงและอุทกพลศาสตร์การก่อตัวของดาวและการระเบิดของซูเปอร์โนวา - และนี่คือการจำลองทางดาราศาสตร์ที่มีความละเอียดสูงที่สุดเท่าที่เคยทำมาเช่นนี้” Guedes ซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอก ซูริค (ETH ซูริค)
สิ่งที่ทำให้ Eris แตกต่างจากรุ่นก่อนคือความสามารถในการ“ มองเห็น” ในความละเอียดสูง / ความหนาแน่นสูง วิธีนี้ช่วยให้สามารถใช้การก่อตัวและการจัดตำแหน่งดาวในทางปฏิบัติได้มากขึ้น เป็นการพิจารณาที่สำคัญเนื่องจากซูเปอร์โนวาเกิดขึ้นในภูมิภาคที่มีความหนาแน่นสูงและความละเอียดสูงทำให้สามารถนำมาพิจารณาได้
“ ซูเปอร์โนวาผลิตก๊าซที่ไหลออกมาจากส่วนในของกาแลคซีซึ่งมันจะก่อตัวเป็นดาวฤกษ์มากขึ้นและทำให้ส่วนใหญ่นูนขึ้น” Madau กล่าว “ การก่อตัวดาวฤกษ์แบบกลุ่มและการฉีดพลังงานจากซุปเปอร์โนวาทำให้เกิดความแตกต่างในการจำลองนี้”
ลุกขึ้นเอริส ... เวลาของคุณมาถึงแล้ว!
แหล่งที่มาของเรื่องดั้งเดิม: ข่าวมหาวิทยาลัยซานตาครูซ สำหรับการอ่านเพิ่มเติม: การสร้างเกลียวประเภทที่สมจริงในจักรวาล LCDM: การจำลอง Eris
