Nova simulação da evolução do universo reúne 130 milhões de partículas

A simulação SIBELIUS-DARK, do projeto Simulations Beyond the Local Universe (SIBELIUS), pode ser a maior e mais precisa representação virtual da evolução universo já feita até o momento. Ela foi produzida por uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela University of Helsinki, que utilizaram simulações de supercomputadores para recriar toda a evolução do cosmos, indo desde o Big Bang até o presente.

• Afinal, que tamanho tinha o universo no começo do Big Bang?
• Este é o maior conjunto de simulações do universo, com 60 trilhões de partículas

Para produzi-la, os pesquisadores trabalharam com equações físicas para descrever como a matéria escura e o gás cósmico evoluem ao longo da vida do universo. O resultado é uma simulação que abrange uma distância de 600 milhões de anos-luz da Terra, representada por mais de 130 bilhões de partículas simuladas com o trabalho de processamento de milhares de computadores, que funcionaram por semanas para produzir grandes quantidades de dados.

Three academics from our Dep of Physics have helped produce the largest and most accurate computer simulation of our local patch of the Universe to date, which includes the 🌌

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Video credit: Dr Stuart McApline. pic.twitter.com/Y9SmibHwag

— Durham University (@durham_uni) February 10, 2022

Ao utilizar algoritmos generativos avançados, os autores do estudo conseguiram produzir simulações condicionadas a reproduzir nossa área específica do universo, incluindo estruturas presentes em nossa galáxia que vêm sendo estudadas por algumas décadas. Em outras palavras, estruturas como o aglomerado galáctico Perseus, o “Vazio Local”, entre outras velhas conhecidas, foram reproduzidas na simulação.

No centro dela, está o que talvez seja a estrutura mais importante: as versões virtuais da Via Láctea e Andrômeda, nossa vizinha. “É imensamente empolgante ver estruturas familiares que sabemos que existem ao nosso redor, emergindo de uma simulação computacional”, disse o professor Carlos Frenk, da Durham University. Já o Dr Matthieu Schaller, da Leiden University, destacou a importância do projeto para o modelo “Matéria Escura Fria”.

Trata-se de uma espécie de “modelo padrão” da cosmologia que pode explicar propriedades do calor restante após o Big Bang até a distribuição espacial observada nas galáxias hoje. “Essas simulações mostram que o Modelo da Matéria Escura Fria pode produzir todas as galáxias que vemos em nossa vizinhança”, observou. “É um teste muito importante para o modelo passar”.

Geralmente, as simulações do universo de matéria escura fria apresentam uma parte do universo similar àquela do universo observável, mas a SIBELIUS-DARK traz uma proposta diferente. “Ao simular nosso universo como o vemos, estamos um passo mais próximos de entender a natureza do nosso cosmos”, explicou Dr Stuart McAlpine, autor principal do estudo. “Este projeto traz uma ponte importante entre décadas de teoria e de observações astronômicas”.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society; Via: Royal Astronomical Society