Yeni bir bilgisayar simülasyonu olan Lumina, evrenin karanlık çağlarından çıkışını detaylı bir şekilde gözler önüne seriyor.
Evrenin İlk Dönemleri
Evren, Büyük Patlama ile birlikte elektronlar ve alt parçacıklarla dolu sıcak ve yoğun bir çorba olarak varlık kazandı. İlk olarak bir atomdan daha küçük olan bu ilkel iyonize plazma hızla genişleyip soğudu. Bu süreçte, parçacıklar elektronlarla birleşerek elektriksel olarak nötr hidrojen oluşturdu. Nötr hidrojenin birikmesi, ışığın ve diğer radyasyon türlerinin geçişini engelleyen bir örtü oluşturdu. Yaklaşık 380.000 yıl sonra evren, kozmik bir “karanlık çağa” girdi.
Lumina Simülasyonu
Bugün “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” dergisinde yayımlanan bir çalışmada, MIT, Harvard University ve diğer kurumlardan fizikçiler, Lumina adlı büyük hacimli ve yüksek çözünürlüklü bir simülasyon sunuyor. Bu simülasyon, karanlık çağlardan başlayarak evrenin sonraki 2 milyar yıl boyunca nasıl evrimleştiğini takip ediyor.
Kozmik Dönüşümler
Lumina, 500 megaparsec (yaklaşık 1.6 milyar ışık yılı) genişliğinde bir alanı kapsıyor. Bu alanda, karanlık madde, gaz, yıldızlar ve radyasyonun (örneğin fotonlar) evrimi izleniyor. Simülasyon, hidrojenin yeniden iyonizasyonu ve helyumun yeniden iyonizasyonu olmak üzere kozmik tarihteki iki önemli dönüşümü de yakalıyor. İlk yıldızların ultraviyole ışık yayarak nötr hidrojenle etkileşime geçmesi, hidrojenin elektronunun kopmasına neden oluyor. Bu süreç, Lumina tarafından daha önce hiç bu kadar ayrıntılı bir şekilde yakalanmamıştı.
Gelişmiş Hesaplama Gücü
Lumina, “ışıklar” anlamına gelen Latince bir kelimeden ismini alıyor. Simülasyon, her biri 500 megaparsec’lik bir alanda yarım trilyon bireysel öğeyi takip ediyor. Bu, önceki simülasyonlardan yaklaşık 30 kat daha yüksek bir çözünürlük sağlıyor. Hesaplamaların tümü, Tennessee’deki Oak Ridge National Laboratory’de bulunan dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarından biri olan Frontier üzerinde gerçekleştirildi.
Gelecekteki Araştırmalar
Gelecekte, Lumina’nın erken evrenin büyük ölçekli yapısını haritalamak için kullanılması planlanıyor. Ayrıca, simülasyon, erken galaksilerin ve kara deliklerin üretebileceği gravitasyonel dalga desenlerini tahmin etmeye yardımcı olabilir. Lumina’nın sağladığı veriler, yeni ve gelecek teleskoplardan elde edilecek gözlemlerle karşılaştırılabilecektir.
