Utvecklingen av vårt nära universum har återskapats

En internationell forskargrupp, där en forskare vid Stockholms universitet ingår, har genomfört den mest omfattande simuleringen av vårt nära universum. Ett område som täcker ett avstånd på upp till 600 miljoner ljusår från Jorden.

Det största och mest exakta digitala “återskapandet” av vårt grannskap i universum har nu publicerats av forskare inom projektet “Simulations Beyond the Local Universe”(SIBELIUS). Det “lokala universum” som avses omfattar en volym som sträcker sig cirka 600 miljoner ljusår från Vintergatan. Området omfattar, förutom Vintergatan, även bland annat galaxerna Jungfrun, Perseus och Andromeda.

Återskapad utveckling av det "lokala universumet"
Forskarna har i simuleringen återskapat utvecklingen av detta “lokala universum”, ända från Big Bang till nutid. Simuleringen har utförts under flera veckors körtid på datorer vid DiRAC COSmology Machine (COSMA) som drivs av Institute for Computational Cosmology vid brittiska Durham University och genererat en Petabyte (1 miljon Gigabyte) data.

Local Environment
I centrum av SIBELIUS-simuleringen finns Vintergatans galax och vår närmaste massiva granne, Andromedagalaxen (M31). SIBELIUS-simuleringen ger en mycket detaljerad återgivning av vår kosmiska miljö, vilket möjliggör detaljerade studier av dess gravitationsbildning.Bild: Stuart McAlpine

Identifiering av okända initiala materiefluktuationer
Digitala simuleringar av vårt universum är ett viktigt verktyg för att förstå de grundläggande fysiska processer som styr ursprunget och utvecklingen av alla kosmiska strukturer, exempelvis galaxer. Enligt kosmologins nuvarande paradigm skapas alla kosmiska strukturer genom instabiliteter som kan härledas till fluktuationer av materietätheten vid Big Bang. Alla strukturer som nu kan observeras i universum kan spåras till dessa tidiga fluktuationer. I dagens strukturer finns även ett “minne” av de fysiska processerna från deras ursprung och utveckling. Utmaningen med datorsimuleringarna är att identifiera de hittills okända initiala materiefluktuationerna som gav upphov till dagens galaxer.

SIBELIUS-DARK är utvecklat för att återskapa vårt universum
Forskarna bakom den aktuella studien har använt nya statistiska dataanalysmetoder utvecklade vid Stockholms universitet för att kunna återskapa de initiala förhållandena som lett till de strukturer vi idag observerar i vårt närliggande universum. Den nya simuleringen, SIBELIUS-DARK, är en del av “Simulations Beyond the Local Universe” (SIBELIUS). Det är ett projekt som leds av forskargrupper i Storbritannien, Sverige, Finland, Frankrike och Nederländerna. Till skillnad från tidigare standardsimuleringar är SIBELIUS-DARK utvecklat för att återskapa vår specifika del av universum

Jens Jasche
Jens Jasche, Fysikum vid Stockholms universitet

Ny kunskap om vårt universum och bildandet av galaxer
– Den här simuleringen ger oss tillgång till ny kunskap om hur vår del av universum bildats. Den ger även en unik möjlighet att studera bildandet av galaxer i vår närhet, vilket ger ytterligare möjligheter att testa den kosmologiska standardmodellen, säger Jens Jasche vid Fysikum, Stockholms universitet och en av forskarna bakom simuleringen.
Läs en längre engelsk version av denna artikel: LÄNK XXXX

Studien publicerades i februari 2022 i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Läs artikeln: “SIBELIUS-DARK: a galaxy catalogue of the Local Volume from a
constrained realisation simulation”