大陸が現在の構成にどのように移動し、将来移動するかを示すために、地球の表面でさえ、木が成長したり山が形成されたりするタイムラプスビデオを見ました。
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現在、進化している宇宙のタイムラプス画像、130億年の宇宙進化、すべて3億5千万光年の立方体の内部がコンピューターの画面に縮小されています。 上のビデオは、ガスの熱、星の爆発、銀河の形成、ブラックホールの貪食、宇宙の拡大など、時間と空間を織り交ぜています。 宇宙の広大な領域は、暗黒物質、ガス温度、重金属、可視光、120億個の3Dピクセルにまたがって重なり合うデータとしてマッピングされています。
「今まで、大規模と小規模の両方で宇宙を同時に再現できるシミュレーションは1つもありませんでした」と、MIT / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（CfA）のMark Vogelsberger氏は言います。 Vogelsbergerは、ドイツ、英国、および米国の他の機関の研究者とともに、昨日Natureでシミュレーションを発表しました。
この仮想的で現実的な宇宙は、Illustrisと呼ばれるコンピュータープログラムで構築されました。Illustrisは、ビッグバンから約1200万年後の初期から宇宙を構築するために複雑なコードを採用しました。
数十億年にわたるプログラムを作成するには、人間規模での長期投資が適切に必要でした。研究者はIllustrisの開発に5年を費やしました。 その中で、実際の計算はスーパーコンピューターで3か月の「実行時間」を要し、同時に動作する途方もない8, 000の中央処理装置（CPU、それぞれコンピューターの「頭脳」）を必要としました。 比較のために、単独で動作する平均的なデスクトップコンピューターは、2, 000年でこのタスクを完了していました。
現在計算が終了したとき、Illustrisは41, 000を超える銀河を銀河クラスターとボイドとともに構築しており、研究者は実際の宇宙の本質を非常によく捉えていると言います。 ズームインすると解像度が非常に細かくなり、個々の銀河内で渦巻くガスの化学的性質を示すことができます。
シミュレーションはどのように機能しますか？ 1つの小さな側面は、宇宙で最も速い物質である光の基本原理に基づいています。 光は毎秒299, 792, 458メートルという既知の速度で移動するため、望遠鏡を使用して10億光年離れた銀河を見ると、10億年前に放出された光の過去が見えます。 したがって、遠く離れた天文学者が見ると、彼らが見ることができる時間に戻った父。
しかし、望遠鏡からの観測は、宇宙の進化の個別の断片を作成するだけであり、特定の銀河がどのように時間とともに変化するかを誰も見ることはできません。 そのため、Illustrisを構築した研究者は、宇宙の主要な「物質」である通常の物質、暗黒物質、暗黒エネルギーがどのように相互作用するかという基礎を調べることで、空間と時間の大きなギャップを埋める必要がありました。 ご想像のとおり、複雑な物理的および化学的プロセスが宇宙構造の形成に影響を与えます。
現在の考えでは、空間の特徴の進化は「自己調整プロセスであり、特に星やブラックホールを形成する構造が周囲と次世代の構造のその後の進化に影響を与えるという意味で」著者はIllustrisのサイトに書き込みます。 「Illustrisでは、星形成に起因する銀河風やブラックホール熱エネルギーの注入など、包括的な（完全ではないにしても）一連の物理プロセスが、宇宙の歴史を通じてモデル化されています。モデル化された銀河。
著者によって作成された他のビデオは、シミュレーションの特定のスライスを示しています-宇宙のガス温度の130億年、または特定の銀河の完全な進化。 「Illustrisはタイムマシンのようなものです。CfAの共著者であるShy Genel氏は述べています。 」
また、神経ネットワークを連想させるフィラメントを、空間と時間の巨大なサイズで、そしてそれをシミュレートする人類の力で飛ぶとき、私たちは驚嘆することもできます。
