Zespół naukowy stworzył wyjątkową symulację z udziałem 8 milionów unikalnych wszechświatów, aby dokładniej przyjrzeć się ich ewolucji. Wykonanie takiego badania nie byłoby możliwe bez udziału potężnego superkomputera. Symulacja pomoże ustalić, jaką rolę w naszym Wszechświecie może odgrywać ciemna materia.

Według założeń fizyków, niedługo po narodzinach Wszechświata, niewidzialna i nieuchwytna ciemna materia zaczęła łączyć się, tworząc masywne chmury, zwane halami ciemnej materii. Gdy hala powiększały się, przyciągały rozrzedzony wodór przenikający Wszechświat, aby utworzyć gwiazdy i galaktyki.

Peter Behroozi z Uniwersytetu Arizony i jego zespół postanowił wykonać złożoną symulację z udziałem superkomputera „Ocelot”. Maszyna pracowała bez przerwy przez trzy tygodnie, aby wykonać symulację ponad 8 milionów unikalnych wszechświatów, a każdy z nich przestrzegał konkretnego zestawu zasad. Astrofizycy liczą, że taka symulacja pozwoli zrozumieć związek między ciemną materią a ewolucją galaktyk.

Poprzednie symulacje koncentrowały się na modelowaniu pojedynczych galaktyk lub generowaniu sztucznych wszechświatów o ograniczonych parametrach. Jednak tym razem, naukowcy skorzystali z programu „UniverseMachine”, który nieustannie tworzył miliony wszechświatów, a każdy z nich zawierał po 12 milionów galaktyk. Superkomputer symulował ewolucję każdego sztucznego wszechświata na przestrzeni 13 miliardów lat.

Badanie to wykazało, że szybkość, z jaką galaktyki rodzą nowe gwiazdy, jest ściśle związana z masą hala ciemnej materii. Galaktyki o masach hala ciemnej materii zbliżonych do Drogi Mlecznej najszybciej formowały nowe gwiazdy. Symulacja podważyła dotychczasowy pogląd, według którego ciemna materia hamuje powstawanie gwiazd we wczesnym Wszechświecie.

Naukowcy zamierzają teraz rozwinąć swój program „UniverseMachine”, aby przetestować inne możliwości, w jakich ciemna materia może wpływać na właściwości galaktyk, w tym na ewolucję ich kształtów, masę ich czarnych dziur oraz częstotliwość, z jaką ich gwiazdy zamieniają się w supernowe.