Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi bünyesindeki araştırmacılar, uzayın başlangıç evrelerini benzeri görülmemiş bir hassasiyetle incelemeye imkan tanıyan Lumina adlı yeni bir simülasyon geliştirdiler. Smithsonian tarafından kamuoyuyla paylaşılan ve Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yer alan bu kapsamlı çalışma, evrenin ilk 2 milyar yılında normal madde ile karanlık madde ve radyasyonun karşılıklı etkileşimlerini gözler önüne sermeyi hedefliyor.
James Webb Uzay Teleskobu ve Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu gibi ileri düzey gözlem araçları, uzmanların evrenin derinliklerini araştırmasında kritik bir görev üstleniyor. Buna karşın, uzay araçlarından elde edilen verilerin doğru biçimde analiz edilebilmesi için söz konusu gözlemlerin teorik modellerle desteklenmesi şart koşuluyor.
Gelişmiş Kozmolojik Model Sunuluyor
Geliştirilen Lumina simülasyonu, gökbilimcilere bu kıyaslamayı güvenle yapabilecekleri detaylı bir altyapı sağlıyor. Bilim insanları, teleskop verilerini bu simülasyonun öngörüleriyle harmanlayarak evrenin var oluşuna dair mevcut teorilerin ne derece geçerli olduğunu test edebiliyor. Elde edilen bulguların halihazırdaki modellerle uyuşmaması halinde ise evrenin dinamiklerine yönelik yepyeni teorilerin ortaya atılması bekleniyor.
Bugüne kadar üretilen en büyük kozmolojik radyasyon-hidrodinamik simülasyonu unvanını elinde bulunduran Lumina, evrendeki gaz, karanlık madde ve ışınım ilişkisini inceleyerek yıldız sistemleri ile galaksilerin doğusunu aydınlatıyor. Bu yeni model, geçmişteki benzer sistemlerin kapsadığı uzay hacminin tam 100 katından daha fazlasını ele alıyor.
Geniş Kozmik Hacimde İyonlaşma Süreci
Yaklaşık 1,5 milyar ışık yılı boyutundaki kübik bir alanı modelleyen sistem, uzayın ilk çağlarında galaksilerin nasıl şekillendiğini ve etraflarındaki gazları ne şekilde etkilediğini yakından izliyor. Çalışmanın en çarpıcı detaylarından biri de hidrojen ile helyum elementlerinin evrenin ilk dönemlerinde yaşadığı yeniden iyonlaşma sürecinin modellenmesi oldu.
Lumina, söz konusu elementlerin dönüşümünü devasa bir kozmik alanda takip edebilme yeteneği sergiliyor. Projenin yazarlarından Texas Üniversitesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Aaron Smith, ilk defa bu büyüklükteki bir evren hacminde hem hidrojenin hem de helyumun değişimini aynı anda izleyebildiklerini vurguladı.
Süper Bilgisayar Gücüyle Hesaplama
Bu devasa simülasyonun hayata geçirilmesinde, ABD'nin Tennessee eyaletindeki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı bünyesinde faaliyet gösteren Frontier süper bilgisayarı aktif olarak kullanıldı. Dünyanın en güçlü süper bilgisayarları arasında gösterilen bu sistem üzerinde gerçekleştirilen devasa hesaplamalarda 15 binden fazla grafik işlem birimi (GPU) görev yaptı.
(Kaynak ve Görsel: GZT)
