Посмотрите на самую точную на сегодняшний день виртуальную симуляцию нашей Вселенной

В Космическом календаре, который отображает хронологию Вселенной в течение одного земного года, современные люди появляются только в самый последний момент 31 декабря.

Все, что мы понимаем об эволюции Вселенной, нам пришлось собрать воедино. Нас просто не было рядом на протяжении почти всей 13,7-миллиардной истории космоса, чтобы наблюдать ее в действии.

Эта детективная работа была довольно грандиозной. И одним из инструментов в нашем наборе является моделирование формирования и эволюции огромных структур, охватывающих наблюдаемое пространство.

Теперь, используя суперкомпьютеры, международная группа ученых под руководством Университета Хельсинки в Финляндии создала самую большую и точную симуляцию эволюции локальной Вселенной. Это может помочь нам понять динамику развития Вселенной, включая загадочную темную материю и темную энергию.

"Моделирование просто показывает последствия действия законов физики на темную материю и космический газ на протяжении 13,7 миллиардов лет существования нашей Вселенной", - говорит космолог Карлос Френк из Даремского университета в Великобритании.

"Тот факт, что нам удалось воспроизвести эти знакомые структуры, обеспечивает впечатляющую поддержку стандартной модели холодной темной материи и говорит нам о том, что мы находимся на правильном пути к пониманию эволюции всей Вселенной".

Симуляция называется SIBELIUS-DARK, и она охватывает объем пространства, простирающийся на 600 миллионов световых лет от Солнечной системы. Сюда входят несколько скоплений галактик, в том числе Девы, Комы и Персея; галактики Млечный Путь и Андромеды; Местная пустота; и Великий аттрактор.

В этом объеме пространства моделирование должно было учесть около 130 миллиардов частиц. Вычисление этих частиц за весь период существования Вселенной - и с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде - заняло несколько недель на суперкомпьютере DiRAC COSmology MAchine (COSMA) в Даремском университете, что позволило получить петабайт данных. Затем исследователи должны были сравнить полученные результаты с данными наблюдений за реальной Вселенной.

Это позволило им изучить так называемую модель космологии холодной темной материи, которая является современным стандартом для построения карты эволюции Вселенной. Она опирается на обширную космическую сеть темной материи - таинственной невидимой массы, ответственной за придание гравитации Вселенной сверх того, что может быть объяснено обычной материей.

Согласно этой модели, темная материя скапливается в сгустках, называемых гало. Водород и другие газы поступают в эти гало, в итоге образуя звезды, а затем галактики. Эта модель объясняет довольно много свойств наблюдаемой Вселенной. Однако большинство симуляторов, использующих ее, моделируют случайный участок Вселенной.

Наш участок Вселенной немного выходит за рамки случайной нормы. Млечный Путь плавает в пустоте, или относительной низкой плотности галактик по сравнению со средним распределением в широкой Вселенной. Поэтому исследователи решили воссоздать наш собственный уголок Вселенной, чтобы посмотреть, сможет ли модель холодной темной материи воспроизвести то, что мы видим в непосредственной близости от себя.

Это удалось.

"Этот проект является поистине новаторским", - говорит космолог Маттье Шаллер из Лейденского университета в Нидерландах. "Эти симуляции демонстрируют, что стандартная модель холодной темной материи может породить все галактики, которые мы видим в нашем районе. Это очень важный тест, который модель должна пройти".

Но SIBELIUS-DARK также показал, что Местная пустота может быть необычной, поскольку она, похоже, с самого начала развивалась из местной крупномасштабной недостаточной плотности темной материи. Что привело к образованию этой недостаточной плотности в ранней космической паутине, станет предметом будущих исследований.

Пока же команда будет проводить дальнейший анализ моделирования для проверки космологической модели холодной темной материи.

"Моделируя нашу Вселенную, какой мы ее видим, мы на один шаг приблизились к пониманию природы нашего космоса", - говорит физик Стюарт МакАлпайн из Университета Хельсинки.

"Этот проект обеспечивает важный мост между десятилетиями теории и астрономическими наблюдениями".

Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.