Como o universo evoluiu ao longo do tempo? Uma nova simulação de supercomputador forneceu o que os cientistas dizem ser o modelo cosmológico grande mais preciso e detalhado da evolução da estrutura em larga escala do universo. Chamada de simulação Bolshoi, oferece aos físicos e astrônomos uma nova e poderosa ferramenta para entender mistérios cósmicos, como formação de galáxias, matéria escura e energia escura.
Se a simulação estiver correta, está mostrando que o modelo cosmológico padrão é bastante claro.
"Essas enormes simulações cosmológicas são essenciais para a interpretação dos resultados das observações astronômicas em andamento e para o planejamento das novas grandes pesquisas do universo que devem ajudar a determinar a natureza da misteriosa energia escura", disse Anatoly Klypin, da Universidade Estadual do Novo México, que escreveu o código do computador para a simulação, que foi executada no supercomputador das Plêiades no Centro de Pesquisa Ames da NASA.
A simulação traça a evolução da estrutura em larga escala do universo, incluindo a evolução e a distribuição dos halos de matéria escura nas quais as galáxias coalesceram e cresceram. Os estudos iniciais mostram uma boa concordância entre as previsões da simulação e as observações dos astrônomos.
"Em um sentido, você pode pensar que os resultados iniciais são um pouco chatos, porque basicamente mostram que nosso modelo cosmológico padrão funciona", disse o co-líder Joel Primack, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. "O que é empolgante é que agora temos essa simulação altamente precisa que fornecerá a base para muitos novos estudos importantes nos próximos meses e anos".
A simulação é baseada em dados da missão WMAP que tem mapeado a luz do Big Bang em todo o céu. Uma comparação das previsões de Bolshoi com observações de galáxias do Sloan Digital Sky Survey mostrou um acordo muito bom, disse Primack.
A explicação padrão de como o universo evoluiu após o Big Bang é conhecida como modelo Lambda Cold Dark Matter, e é a base teórica da simulação de Bolshoi. De acordo com este modelo, a gravidade agiu inicialmente em pequenas flutuações de densidade presentes logo após o Big Bang, para reunir os primeiros aglomerados de matéria escura. Estes cresceram em grupos cada vez maiores através da fusão hierárquica de progenitores menores. Embora a natureza da matéria escura permaneça um mistério, ela responde por cerca de 82% da matéria no universo. Como resultado, a evolução da estrutura no universo foi impulsionada pelas interações gravitacionais da matéria escura. A matéria comum que forma estrelas e planetas caiu nos "poços gravitacionais" criados por aglomerados de matéria escura, dando origem a galáxias nos centros dos halos da matéria escura.
Uma série de trabalhos foi publicada a partir da simulação de Bolshoi, incluindo uma que analisa as características dos halos da matéria escura e outra que analisa a abundância e as propriedades das galáxias previstas pela simulação de Bolshoi da matéria escura.
