Kami telah melihat video selang waktu pohon yang tumbuh atau membentuk gunung, bahkan permukaan Bumi dipercepat untuk menunjukkan bagaimana benua berpindah ke konfigurasi saat ini dan akan bergerak di masa depan.
Konten terkait
- Mendengarkan Big Bang
- Tur Cepat Melalui Alam Semesta kita
Sekarang, kita dapat melihat citra selang waktu dari alam semesta yang berevolusi — 13 miliar tahun evolusi kosmik, semuanya dalam kubus 350 juta tahun cahaya di satu sisi — menyusut ke layar komputer kita. Video di atas menjalin kita melalui ruang dan waktu ketika gas memanas, bintang meledak, galaksi terbentuk, melahap lubang hitam dan alam semesta mengembang. Kita melihat bentangan luas ruang yang dipetakan sebagai materi gelap, sebagai suhu gas, logam berat, sebagai cahaya tampak — data yang tumpang tindih dan menutupi 12 miliar piksel 3-D.
"Sampai sekarang, tidak ada simulasi tunggal yang dapat mereproduksi alam semesta pada skala besar dan kecil secara bersamaan, " kata Mark Vogelsberger dari MIT / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Vogelsberger, bersama dengan para peneliti di Jerman, Inggris, dan lembaga-lembaga lain di AS, mengungkapkan simulasi mereka kemarin di Nature .
Alam semesta yang virtual tetapi realistis ini dibangun dengan program komputer yang disebut Illustris, yang menggunakan kode kompleks untuk membangun alam semesta sejak masih bayi, sekitar 12 juta tahun setelah Big Bang.
Menciptakan sebuah program yang membentang milyaran tahun dengan tepat membutuhkan investasi waktu yang lama pada skala manusia — para peneliti menghabiskan lima tahun mengembangkan Illustris. Dalam hal itu, perhitungan aktual membutuhkan waktu tiga bulan "run time" pada superkomputer dan melibatkan 8.000 unit pemrosesan pusat (CPU, masing-masing menjadi "otak" komputer) yang bekerja secara bersamaan. Sebagai perbandingan, rata-rata komputer desktop yang bekerja sendiri akan menyelesaikan tugas ini dalam 2.000 tahun.
Ketika perhitungan selesai pada hari ini, Illustris telah membangun lebih dari 41.000 galaksi, bersama dengan kluster galaksi dan rongga, yang menurut para peneliti menangkap esensi alam semesta yang sebenarnya dengan sangat baik. Memperbesar mengungkapkan resolusi yang sangat baik sehingga mampu menunjukkan kimia gas yang berputar-putar di galaksi individu.
Bagaimana cara kerjanya? Satu aspek kecil didasarkan pada prinsip dasar cahaya, zat tercepat di alam semesta. Cahaya bergerak dengan kecepatan yang diketahui — 299.792.458 meter per detik — jadi ketika kita menggunakan teleskop untuk melihat galaksi yang berjarak satu miliar tahun cahaya, kita melihat masa lalu — cahaya yang dipancarkan satu miliar tahun yang lalu. Dengan demikian, semakin jauh pandangan astronom, sang ayah kembali ke masa yang dapat mereka lihat.
Tetapi pengamatan dari teleskop hanya menciptakan potongan-potongan terpisah dari evolusi alam semesta dan tidak memungkinkan siapa pun untuk melihat bagaimana, katakanlah, galaksi tertentu berubah melalui waktu. Jadi para peneliti yang membangun Illustris harus mengisi kekosongan besar dalam ruang dan waktu dengan menyelidiki dasar-dasar bagaimana materi normal, materi gelap dan energi gelap — "barang" utama dari alam semesta - berinteraksi dalam ruang. Seperti yang Anda duga, proses fisik dan kimia yang kompleks memengaruhi bagaimana struktur kosmik terbentuk.
Pemikiran saat ini menunjukkan bahwa evolusi fitur dalam ruang "adalah proses yang mengatur diri sendiri, dalam arti bahwa struktur yang terbentuk, khususnya bintang-bintang dan lubang hitam, mempengaruhi lingkungan mereka dan evolusi selanjutnya dari generasi berikutnya dari struktur, " penulis menulis di situs Illustris. "Di Illustris, serangkaian proses fisik yang komprehensif (bahkan jika tidak lengkap) seperti angin galaksi yang digerakkan oleh formasi bintang, dan injeksi energi termal lubang hitam, dimodelkan sepanjang sejarah kosmik." Simulasi semacam itu adalah kunci untuk menciptakan rangkaian realistis dari galaksi model.
Video lain yang diproduksi oleh penulis menunjukkan irisan khusus simulasi — 13 miliar tahun suhu gas di ruang angkasa, atau evolusi total galaksi tertentu. "Illustris seperti mesin waktu, " kata rekan penulis Shy Genel dari CfA. "Kita dapat maju dan mundur dalam waktu. Kita dapat menjeda simulasi dan memperbesar menjadi satu galaksi atau kluster galaksi tunggal untuk melihat apa yang sebenarnya terjadi. "
Dan kita juga bisa memandang dengan heran, ketika kita terbang melalui filamen yang mengingatkan pada jaringan saraf, pada ukuran ruang dan waktu yang semata-mata dan kekuatan manusia untuk mensimulasikannya.
