Lai redzētu, ir jātic? Lai labāk izprastu reālos novērojumus, zinātnieki izveido simulētus Visumus, kuros ir izsmietas tumšas vielas, galaktikas, kvazikvazāri un pseido-supernova.
Viņu mērķis ir iedomāties, kā jaunie novērojumi par Zemes un kosmosa izpēti redzēs Visumu. Izmantotā aparatūra tika saukta par tumšās enerģijas spektroskopisko instrumentu (DESI). Projekts ir paredzēts sākt 2019. gadā.
Diagrammā attēlota plānā šķēle viltus galaktiku katalogā. Zilie un zaļie punkti ir spilgti un vājas galaktikas, ko modelē Tumšas enerģijas spektroskopiskais instruments. Sarkanie punkti - galaktikas, kuru spilgtums pārsniedz Sloan digitālās debess apsekojuma vērtības
Vairākas komandas veido atsevišķus modeļus, kas piepildīti ar dažādiem priekšmetiem, ar kuriem saskaras DESI.
Jaunie modeļi koncentrējas uz iepriekšējiem novērojumiem un liela mēroga Visuma simulācijām, kurās ņemta vērā sarežģītā fizika, kā arī tumšā viela - nezināms materiāla veids, kas kopā ar tumšo enerģiju aizņem 95% no kopējās masas un telpas enerģijas.
Protams, ir visa datubāze, bet DESI redzēs jaunu attēlu. Modelētajiem objektiem un visumiem, ko rada un uzlabo spēcīgi superdatori, jāņem vērā Zemes atmosfēras troksnis, kā arī laika apstākļi, apgaismojums un Mēness fāzes, kas ietekmē novērojumus. DESI tiks uzstādīts 4 metru teleskopā pie Kit Peak National Observatory (Arizona). Tā mērīs gaismu no desmitiem miljonu galaktiku un citu objektu ar 5000 rotējošu robotu. Robotikas masīvs iet cauri objektu sekvencei, skatoties pirms 11 miljardiem gadu Visuma sākumā.
Animācija demonstrē tumšās vielas izplatības kosmosā mērogoto attēlojumu. Pamatojoties uz Tūkstošgades modelēšanu. Paplašinās no vairāku miljardu parseku skalas līdz mazāk nekā 10 000 parsecs
DESI iegūtā gaisma sniegs precīzus mērījumus, kas palīdzēs atjaunot Visuma evolūciju un uzzināt vairāk informācijas par tumšo enerģiju. Pēdējais ir īpaši svarīgs, jo tieši viņa ir atbildīga par telpisko paplašināšanos.
Viens no simulācijām ir Vācijā radītais Tūkstošgades XXL. Izmantot 12 000 datoru kodolu, kas atbilst 300 gadu darbības datoram. Galaktikas izkārtojums koncentrējās uz to pašu debesu daļu, kuru DESI izpētītu. Katalogs rāda, kā laika gaitā mainās sarkanās maiņas, un tas tiks parādīts DESI.
Kosmiskās izplešanās dēļ attālinātie objekti izskatās sarkanāki un vājāki. Tomēr agrākajos katalogos netika ņemtas vērā izmaiņas sarkanajā maiņā.
Paredzētā galaktikas izplatība Tūkstošgades un XXL simulācijā. Katru galaktiku pārstāv sfēra, kuras intensitāte un lielums ir saistīti ar paredzamo kopējo masu zvaigznēs un diska lielumu ar vēsu gāzi. Komanda izmantoja “halo nodarbinātības sadalījuma” metodi, lai modelētu vidējo galaktiku skaitu un to spilgtumu, pamatojoties uz Millennium-XXL. Tumšā materiāla modeļos tiek veidotas halo, kas aptver galaktikas.
Katalogā esošās galaktikas tiek vienkāršotas līdz spilgtuma līmenim, jo tās tiks parādītas vienā no DESI skenētajiem viļņu garuma diapazoniem. Izkārtojumu katalogā ir paredzēts arī imitēt galaktikas veidus. Atsevišķās simulācijās tiks ņemti vērā tumšāki skatīšanās apstākļi.
Bet DESI komanda neapstājas. Pat pēc programmas uzsākšanas viņi turpinās pielāgot un uzlabot modeli.
Šeit ir daži DESI observatorijas mērķi, kā arī pārklājuma attēli, kuros ir izspēlēti spektri un gaismas paraksti.
Eksperti neaizmirst, ka ticība simulācijai nesīs ticamu redzējumu par Visumu. Tāpēc ir jāpārbauda viss patiesībā ar īpašu precizitāti. Piemēram, īpaši grūti ir modelēt kvazārus. Taču zinātnieki uzstāj, ka mums ir vajadzīgi katalogi ar vispraktiskākajiem objektu izkārtojumiem, lai uzlabotu reālās Visuma mērījumu precizitāti.
