”Ilustrovana” Vasiona

Grupa američkih i evropskih astrofizičara pokazala je svetu kompjutersku simulaciju trodimenzionalne strukture Vasione. Projekat pod nazivom Illustris predstavlja pokušaj da se modeluje evolucija materije u Vasioni, počev od ranih etapa njenog života pa do danas. Model dobro prikazuje rezultate posmatranja Vasione, kako u velikim, tako i malim razmerama, a razilaženja sa realnim činjenicama govore o tome da naše poimanje prirode nije potpuno.

U popularnim vestima simulaciju Illustris često nazivaju ”modelom Vasione”. Naziv jednog od članaka sa projekta, objavljenog na sajtu lista Nature zvuči mnogo dosadnije — Svojstva galaktika, kako ih predstavlja hidrodinamička simulacija. Istina se sastoji u tome da je cilj projekta Illustris da modeluje ne Vasionu, već to kako je milijardama godina u njoj ”sakupljana” i zgušnjavana materija, ne samo ona na koju smo navikli i od koje se sastoje naša tela, planete, zvezde, već i zagonetnija ”tamna materija” (ili skrivena masa) koje je otprilike četiri puta više nego vidljive. U ranim stadijumima života Vasione formirane su ”grudve” upravo tamne materije i tek onda je počela da se koncentriše i vidljiva materija, pretvarajući se postepeno u galaksije, grupe galaksija i usijani međugalaktički gas.

U osnovu modela Illustris leže postojeća znanja: zakoni hidrodinamike koji proučavaju kretanje tečnosti i gasova, pretpostavke o tome kako se formiraju i evoluiraju galaksije, kako su raposređeni i uzajamno deluju obična i ”tamna” materija, kao i nove metode izračunavanja — kompjuterski kodovi. U projekat su uključeni superkompjuteri Francuske, Nemačke i SAD.

Povod za vest je postala najveća simulacija dobijena u okviru projekta Illustris-1. Naravno, nije reč o celoj Vasioni, već o njenoj oblasti — kocki sa dužinom ivice 106,6 miliona parseka (1 parsek iznosi oko 30,9 triliona kilometara). Kako bi se modelovala evolucija materije u njoj, bilo je potrebno oko 19 miliona procesornih sati (drugim rečima, kada bi čitav rad obavljao jedan procesor, moralo bi da se počne još pre naše ere).



Illustris nije prva ovakva simulacija (od ranijih je dobro poznata, na primer, simulacija Milenijum). Novo je to što je njenim tvorcima pošlo za rukom da skoro jednako dobro modeluju događaje i u velikim i u malim razmerama. To znači da on dobro predstavlja i razvoj najveće strukture Vasione - ”kosmičke paučine”, koja se sastoji od grupa i supergrupa galaksija i ”niti” kosmičkog gasa među njima, kao i manjih galaksija, i čak tempo rađanja i smrti zvezda u njima u zavisnosti od vremena.

Šta je na kraju ispalo? Kako tvrde istraživači, Illustris se vrlo dobro slaže sa mnogim podacima nagomilanim u toku posmatranja. Na primer, sa masama zvezda i tamne materije u galaksijama, tempom formiranja zvezda u njima, kao i sa tim koliko galaksija raznih masa postoji u Vasioni. Druga dobra podudarnost je relativna raspodela eliptičnih i spiralnih galaksija u prošlosti i sadašnjosti, karakteristike međugalaktičkog gasa u velikim razmerama, sadržaj elemenata teškog vodonika i helijuma u zvezdama i galaktikama u celini. Posebni ponos autora je što je u toku projekta Illustris pošlo za rukom da se predstave rezultati najdubljeg pregleda neba dobijeni kosmičkim teleskopom Habl. Možete li da ih razlikujete? - pitaju na zvaničnom sajtu projekta, gde su dve slike izložene jedna pored druge.

Ipak u nečemu Illustris protivreči ili u krajnjoj liniji, razilazi se sa posmatračima. Između ostalog u malim galaksijama zvezde se formiraju ranije i brže nego što sledi iz posmatranja, a prostorna rezolucija simulacije je nedovoljna da pokaže pojavu takvih objekata kao što su crne rupe. Naravno, ovi nedostaci nisu povod za kritiku, već za brižljivo istraživanje: ako postoje takvi propusti, znači da mi ne shvatamo nešto u realnoj Vasioni ili ne predstavljamo previše korektno njene mehanizme pomoću matematike i numeričke tehnike. Jasno je da Illustris zadugo očekuje sudbina jednog od najvažnijih instrumenata savremene astrofizike i kosmologije.

Olga Zakutnjaja,