Bagaimana alam semesta berevolusi dari waktu ke waktu? Simulasi superkomputer baru telah memberikan apa yang dikatakan para ilmuwan sebagai model kosmologis besar yang paling akurat dan terperinci dari evolusi struktur berskala besar alam semesta. Disebut simulasi Bolshoi, dan memberikan fisikawan dan astronom alat yang kuat untuk memahami misteri kosmik seperti pembentukan galaksi, materi gelap, dan energi gelap.
Jika simulasi benar, ini menunjukkan bahwa model kosmologis standar cukup tepat.
"Simulasi kosmologis besar ini sangat penting untuk menafsirkan hasil pengamatan astronomi yang sedang berlangsung dan untuk merencanakan survei besar baru alam semesta yang diharapkan dapat membantu menentukan sifat energi gelap misterius," kata Anatoly Klypin, dari New Mexico State University, yang menulis kode komputer untuk simulasi, yang dijalankan pada superkomputer Pleiades di Pusat Penelitian NASA Ames.
Simulasi tersebut melacak evolusi struktur skala besar alam semesta, termasuk evolusi dan distribusi lingkaran cahaya materi gelap tempat galaksi bersatu dan tumbuh. Studi awal menunjukkan kesepakatan yang baik antara prediksi simulasi dan pengamatan para astronom.
"Di satu sisi, Anda mungkin berpikir hasil awal sedikit membosankan, karena pada dasarnya mereka menunjukkan bahwa model kosmologis standar kami berfungsi," kata co-leader Joel Primack, dari Universitas California, Santa Cruz. "Yang menarik adalah bahwa kami sekarang memiliki simulasi yang sangat akurat ini yang akan memberikan dasar bagi banyak studi baru yang penting di bulan-bulan dan tahun-tahun mendatang."
Simulasi didasarkan pada data dari misi WMAP yang telah memetakan cahaya Big Bang di seluruh langit. Perbandingan prediksi Bolshoi dengan pengamatan galaksi dari Sloan Digital Sky Survey menunjukkan persetujuan yang sangat baik, kata Primack.
Penjelasan standar untuk bagaimana alam semesta berevolusi setelah Big Bang dikenal sebagai model Lambda Cold Dark Matter, dan itu adalah dasar teoretis untuk simulasi Bolshoi. Menurut model ini, gravitasi pada awalnya beraksi pada fluktuasi kepadatan sedikit yang hadir tak lama setelah Big Bang untuk menyatukan gumpalan pertama materi gelap. Ini tumbuh menjadi rumpun yang lebih besar dan lebih besar melalui penggabungan hierarkis dari nenek moyang yang lebih kecil. Meskipun sifat materi gelap tetap menjadi misteri, ia menyumbang sekitar 82 persen dari materi di alam semesta. Akibatnya, evolusi struktur di alam semesta telah didorong oleh interaksi gravitasi materi gelap. Materi biasa yang membentuk bintang dan planet telah jatuh ke "sumur gravitasi" yang diciptakan oleh gumpalan materi gelap, sehingga memunculkan galaksi di pusat lingkaran cahaya materi gelap.
Serangkaian makalah telah dikeluarkan dari simulasi Bolshoi, termasuk yang melihat karakteristik lingkaran gelap materi dan yang lain yang melihat kelimpahan dan sifat galaksi yang diprediksi oleh simulasi Bolshoi tentang materi gelap.
