Os astrofísicos criaram a mais realista simulação computacional da evolução douniverso até o presente momento, começando pelo Big Bang até os dias atuais -- compreendendo uma faixa de tempo de algo em torno de 14 bilhões de anos -- em alta resolução.
Criada por uma equipe do Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics (CfA) em colaboração com pesquisadores do Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS), o software Arepo proporciona um detalhado conjunto de imagens de diferentes galáxias no universolocal usando uma técnica conhecida como "moving mesh".
Ao contrário dos simuladores de modelos anteriores, tais como o código Gadget, omodelo hidrodinâmico Arepo replica aformação gasosa que se seguiu au Big Bang usando uma grade virtual flexível que tinha a capacidade de mover-se para ajustar-se aos movimentos do gás, das estrelas, matéria escura e energia escura que compõem o espaço -- é como um modelo virtual da teia cósmica, apta a dobrar e flexionar para suportar a matéria e os corpos celestiais que ajudam a construir o universo. Simuladores antigos, ao invés disso, usavam uma grade mais cúbica, mais fixa.
"Nós pegamos todas as vantagens dos códigos anteriores e removemos as desvantagens," explicou Volker Springel, o astrofísico do HITS que construiu o software. Springel, um expert em formação de galáxias que ajudou a construir a "Millenum Simulation" para traçar a evolução de 10 bilhões de partículas, usou o supercomputador Odyssey de Harvard para rodar a simulação. Seus 1024 núcleos de processadores permitiram ao grupo comprimir 14 bilhões de anos de história cósmica no espaço de alguns poucos meses.
Os resultados são galáxias espirais como a Via Láctea e Andromeda que realmente aparecem como galáxias espirais -- não as galáxias em forma de gota das simulações precedentes -- gerados a partir de dados de entrada que remontam aos momentos posteriores ao Big Bang, retratando assim uma evolução cósmica dramática (veja o vídeo acima para ter umaideia dessa evolução a partir de4 bilhões de anos após o Big Bang).
"We took all the advantages of previous codes and removed the disadvantages," explained , the HITS astrophysicist who built the software. Springel, an expert in galaxy formation who helped build the Millennium Simulation to trace the evolution of 10 billion particles, used Harvard's Odyssey supercomputer to run the simulation. Its 1,024 processor cores allowed the team to compress 14 billion years worth of cosmic history in the space of a few months.
"Achamos que o Arepo levou a taxas significativamente maiores de formação de galáxias em halos massivos e a mais discos gasosos extendidos em galáxias, o que também caracteriza uma morfologia mais fina e sutil do que suas contrapartes," a equipe afirma em um paper no qual descreve a tecnologia.
Embora o feito seja impressionante -- a asrofísica do CfA Debora Sijacki compara as melhoras nas simulações de alta resolução em relação aos modelos prévios àquelas melhoras obtidas com o Telescópio Gigante de Magellan (de 24,5 m de abertura) sobre todos os outros tekescópios -- a equipe busca gerar simulações de áreas ainda maiores do universo. Se isso for atingido, a equipe terá criado não apenas a mais realista, mas a maior simulação do universo até então realizada.