5月 17, 2022

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An artist's impression of a growing supermassive black hole located in the early Universe is seen in this NASA handout illustration released on June 15, 2011. Using the deepest X-ray image ever taken, astronomers found the first direct evidence that massive black holes were common in the early universe. This discovery from NASA's Chandra X-Ray Observatory shows that very young black holes grew more aggressively than previously thought, in tandem with the growth of their host galaxies. REUTERS/NASA/Chandra X-Ray Observatory/A.Hobart/Handout  (UNITED STATES - Tags: SCI TECH) FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS. THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. IT IS DISTRIBUTED, EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS

新しいMITシミュレーションは、宇宙の誕生への重要な洞察を明らかにします

自然発生説は厄介です。

たとえば、ビッグバンは、宇宙の価値のあるエネルギーと物質を瞬時に解き放ち、成長する宇宙全体の温度が最初の1ナノ秒で摂氏1,000兆度を超えると、光速で全方向に押しのけました。 クォークや光子を超えた粒子が存在する可能性があるまで宇宙が冷えた次の数億年(水素やヘリウムなどの実際の原子が現れたとき)は、まだ存在していない星を犠牲にして、暗黒時代として知られています光を提供します。

しかし、最終的には、元素ガスの巨大な雲が発火するのに十分なほど押し込まれ、以前は暗い宇宙を照らし、プロセスをリードしました これが、宇宙が単なる水素原子とヘリウム原子の集まりではない理由です。 それらの新しい星からの光が周囲のガスの雲とどのように相互作用して、より重い元素を生成するイオン化プラズマを形成するかという実際のプロセスは完全には理解されていませんが、 この激動の時代の彼らの数学的モデルは、これまでに考案された中で最も大きく、最も詳細であるということです。

The シミュレーター、名誉にちなんで名付けられました 夜明けの女神、1億立方光年の領域でのガス、重力、および放射の間の相互作用を調べることによって、宇宙の再電離の期間をシミュレートします。 研究者は、ビッグバンから40万年から10億年後の総合的なタイムラインを見て、モデル内のさまざまな変数の変更が生成される結果にどのように影響するかを確認できます。

「テサンは初期宇宙への架け橋として機能します」と、MIT Kavli Astrophysics andSpaceResearchのNASAアインシュタインフェローであるAaronSmithは述べています。 。 「その目的は、宇宙に対する私たちの理解を根本的に変える準備ができている、今後の観測施設の理想的なシミュレートされたアナログとして機能することです。」

これは、別の銀河の形成と一致する光とガスの相互作用を追跡し、宇宙塵の振る舞いをモデル化する新しいアルゴリズムのおかげで、以前のシミュレーションよりも詳細な機能を備えています。

このプロジェクトでマサチューセッツ工科大学およびマックスプランク天体物理学研究所と提携したハーバード・スミソニアン天体物理学センターのラフル・カナン氏は、次のように述べています。 MITニュース。 「このようにして、再電離プロセスが発生したときに自動的にそれに従います。」

このシミュレーションの実行は ドイツのガルヒングにあるスーパーコンピューター。 60,000のコンピューティングコアは、Thesanが必要とする数を処理するために並行して動作する3,000万CPU時間に相当します。 チームはすでに実験から驚くべき結果を見てきました。

「テサンは、初期の宇宙では光が長距離を移動しないことを発見しました」とカンナンは言いました。 「実際、この距離は非常に小さく、再電離の終わりにのみ大きくなり、わずか数億年で10倍に増加します。」

つまり、再電離期間の終わりの光は、研究者が以前に考えていたよりも遠くまで進んだ。 彼らはまた、銀河のタイプと質量が再電離プロセスに影響を与える可能性があることにも言及していますが、Thesanのチームは、この仮説を確認する前に実世界の観測のサポートが必要であるとすぐに指摘しました。

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