การจำลองแบบสหัสวรรษคืออะไร

การจำลองสหัสวรรษ (Millennium Simulation) หรือที่รู้จักกันอย่างเป็นทางการว่า Millennium Run เป็นหนึ่งในการจำลองที่ใหญ่ที่สุดของการพัฒนาของจักรวาล การจำลองสหัสวรรษได้รับการพัฒนาในปี 2548 โดยกลุ่มดาวรุ่งนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากเยอรมนีสหราชอาณาจักรแคนาดาญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา การจำลองซึ่งทำงานบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ใน Garching ประเทศเยอรมนีได้รวม "อนุภาค" มากกว่า 10 พันล้านดวงจำลองกาแลคซีและควาซาร์ 20 ล้านดวงในลูกบาศก์เสมือนจริงบนด้านข้างประมาณ 2 พันล้านปีแสง การจำลองมิลเลนเนียมถูกสร้างขึ้นเป็นเครื่องมือในการสร้างการทำนายเกี่ยวกับโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลและเปรียบเทียบกับข้อมูลเชิงสังเกตการณ์และทฤษฎีของนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์

การจำลองมิลเลนเนียมเริ่มขึ้นประมาณ 379,000 ปีหลังจากบิกแบงเมื่อ 13.7 พันล้านปีก่อนเมื่อเอกภพมีความหนาแน่นสูงและร้อนแรงมาก และในเวลานั้นสสารประกอบด้วยพลาสม่าของอิเล็กตรอนโฟตอนและแบริออนและเอกภพนั้นได้ถูกอาบด้วยรังสีฟลักซ์ เมื่อเอกภพขยายตัวและเย็นตัวลงอุณหภูมิก็ถึงจุดวิกฤต - ประมาณ 3000 K - และเริ่ม "แยกส่วน" ออกเป็นรังสีและสสารอิสระ เหตุการณ์นี้ทำให้เกิดการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลซึ่งในวันนี้ทำให้อิ่มตัวของจักรวาลและมีอุณหภูมิสากลประมาณ 2.7 K เนื่องจากการสังเกตรายละเอียดของพื้นหลังไมโครเวฟในจักรวาลนักฟิสิกส์จึงมีความคิดที่ดีเกี่ยวกับสถานะของเอกภพ และข้อมูลนี้ถูกโปรแกรมเข้าสู่การจำลองสหัสวรรษเพื่อใช้เป็นสถานะเริ่มต้น

หลังจากใช้งานการจำลองแห่งสหัสวรรษในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังมานานกว่าหนึ่งเดือนกลุ่มดาวรุ่งได้รับผลลัพธ์ของพวกเขา - ข้อมูลมากกว่า 25 เทราไบต์ (TB) เพียงพอที่จะบรรจุลงในดีวีดี 5,300 แผ่น แสดงในรูปแบบภาพออกดูเหมือนใยสามมิติที่ดีของเส้นใยที่มีความคล้ายคลึงกันของเศษส่วนในหลายชั้นขององค์กร เส้นใยเหล่านี้เป็นสสารมืดซึ่งประกอบขึ้นเป็นมวลส่วนใหญ่ในจักรวาล สสารมืดไม่สามารถมองเห็นได้โดยตรง แต่การดำรงอยู่ของมันสามารถอนุมานได้จากอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของสสารที่มองเห็น ในแบบจำลองสามารถมองเห็นเส้นใยโดยตรงสิ่งที่เป็นไปไม่ได้กับสสารมืดจริง

การใช้ Millennium Simulation ทำให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์มีข้อมูลใหม่มากมายเกี่ยวกับวิธีที่เอกภพอาจมีวิวัฒนาการและทำนายโครงสร้าง "supercluster" ที่เราสังเกตจากข้อมูลทางดาราศาสตร์ หนึ่งในผลลัพธ์ที่เร็วที่สุดที่ได้จากการจำลองสหัสวรรษคือหลุมดำสามารถก่อตัวได้เร็วกว่าที่คิดก่อนหน้านี้บางสิ่งที่ได้รับการสนับสนุนจากข้อมูลการทดลองจาก Sloan Digital Sky Survey แต่ท้าทายรูปแบบทางดาราศาสตร์ในปัจจุบันของเรา