Tento vědec vytváří galaxie, aby pochopil vesmír

Mark Vogelsberger je astrofyzik, který se věnuje výzkumu simulace galaxií, která nám umožňuje lépe poznat vesmír. V přírodních vědách je simulace modelem reality, který je schopen zobrazit řadu událostí, aby bylo možné vyhodnotit a předpovědět vývoj určitých jevů, napsali na webu tecnologia.libero.it.

Simulační modely, které se hojně využívají v teoretických vědách, ale také v oborech, které zkoumají chování skupin zvířat nebo lidí, se v posledních letech stávají základní podporou věd, které zkoumají zrod a život vesmíru.

Teprve před několika měsíci byla Uchuu, největší simulace vesmíru, jaká kdy byla vytvořena, zpřístupněna ke stažení zdarma, navzdory své gigantické velikosti 300 terabajtů. Mark Vogelsberger, astrofyzik z Massachusettského technologického institutu, vytváří simulace vesmíru již téměř deset let. V rozhovoru pro univerzitní časopis MIT News zdůvodnil Vogelsberger své celoživotní odhodlání simulovat vesmír takto: „Vždycky bylo mojí zálibou dívat se do dalekohledu, ale používat počítač k experimentování s celým vesmírem byl úplně jiný pohled“.

V astrofyzice máme k dispozici pouze jeden vesmír, který můžeme pozorovat, zatímco s počítačem je možné vytvářet různé vesmíry, které můžeme ovládat. Zkoumání simulovaných vesmírů umožnilo například zjistit, že naše galaxie je i přes několik překvapivých rysů, jako je přesný počet struktur a satelitů, které ji obklopují, poměrně normálním místem ve vesmíru.

• 

Vogelsberger strávil téměř celou svou kariéru vytvářením simulací zrodu a vývoje statisíců galaxií od nejranějších okamžiků vzniku známého vesmíru až po současnost. S využitím výpočetního výkonu superpočítačů po celém světě vytvořil Vogelsberger jedny z nejpřesnějších teoretických modelů vzniku galaxií, a to do té míry, že si je pro své vědecké aktivity vyžádala řada astronomických pracovišť. Simulace nám ve skutečnosti umožňují pozorovat různé vesmíry mnohem podrobněji, než bychom to dokázali pomocí nejvýkonnějších teleskopů světa, takže nejde jen o kontrolu a zkoumání vývoje událostí, ale také o otevření nového okna pro pozorování nebeských objektů.

Vogelsbergerovy simulace vesmíru ukázaly, že galaxie se mohou vyvíjet do různých tvarů, velikostí a barev, což potvrzuje hypotézu astronomů, že mezi jednotlivými galaxiemi, které obývají vesmír, mohou být značné rozdíly. Pomocí simulace, která se vrací v čase, je možné pozorovat nejen všechny procesy, které probíhají během zrodu galaxie, ale také to, jak je temná hmota současně rozložena v celém vesmíru.

Vogelsbergerovy numerické simulace ukázaly, jak se temná hmota může zahušťovat a pohybovat v proudech vesmírem, a poprvé umožnily její měření. Celoživotní projekt věnovaný pochopení vesmíru se nakonec uskutečnil v roce 2014, kdy byly v časopise Nature poprvé publikovány výsledky projektu Illustris, což je název tehdy nejúplnější simulace vesmíru, kterou Vogelsberger a jeho kolegové provedli na Harvardu.

Illustris začíná na samém počátku vzniku vesmíru, pouhých 400 000 let po velkém třesku a zahrnuje vývoj vesmíru po dobu 13,8 miliardy let, tedy prakticky celý životní cyklus vesmíru, jak ho známe. Nedávno byla vydána ještě větší a podrobnější simulace vzniku vesmíru Illustris TNG a MIT pracuje na zcela nové simulaci, která může zkoumat pole záření v raných okamžicích života vesmíru a zkoumat různé modely pohybu temné hmoty.

„Všechny simulace začínají s jednolitým vesmírem – nic než helium, vodík a temná hmota,“ říká Vogelsberger. „Sledování toho, jak se vše vyvíjelo, aby to vypadalo jako náš vesmír, ukazuje, jak daleko jsme se dostali v chápání fyzikálních zákonů.“

Zdroj: tecnologia.libero.it