Astronomi ve kozmoloji dünyası, evrenin en karanlık ve en merak edilen dönemine ışık tutacak devrim niteliğinde bir projeyle çalkalanıyor.
Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden bilim insanları, evrenin Büyük Patlama'dan sonraki ilk iki milyar yılını benzeri görülmemiş bir detay düzeyinde incelemek amacıyla Lumina adı verilen şimdiye kadarki en kapsamlı kozmolojik simülasyonu geliştirdiler.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlanan bu çığır açıcı çalışma; normal madde, karanlık madde ve radyasyonun erken evrendeki etkileşimlerini gözler önüne sererken, galaksilerin doğuşuna dair bilinen tüm ezberleri değiştirmeye aday gösteriliyor.
Daha Önce Görülmemiş Büyüklükte Bir Uzay Hacmi Modellendi
Bilim dünyasında bir ilk olan Lumina, bugüne kadar geliştirilmiş en büyük kozmolojik radyasyon-hidrodinamik simülasyonu olma unvanını taşıyor. Daha önce yapılan benzer modellerin kapsadığı uzay hacminin 100 katından fazlasını ele alan bu devasa simülasyon; yaklaşık 1,5 milyar ışık yılı kenar uzunluğuna sahip küp biçimindeki bir bölgeyi kusursuz bir şekilde modelliyor.
Bu olağanüstü ölçek sayesinde gökbilimciler, evrenin şafağında galaksilerin nasıl ortaya çıktığını, çevrelerindeki gaz bulutlarını nasıl etkilediğini ve kozmik yapının nasıl evrildiğini adım adım takip edebiliyor.
Hidrojen ve Helyumun Dönüşümü İlk Kez Bu Ölçüde İncelendi
Araştırmanın en büyüleyici yönlerinden biri de hidrojen ve helyum elementlerinin erken evrende geçirdiği yeniden iyonlaşma sürecinin ilk kez bu kadar geniş bir hacimde modellenmesi oldu. Evrendeki nötr atomların yüksek enerjili ışınım nedeniyle elektron kaybederek iyonlaşmasını kapsayan bu süreç, Lumina'nın gelişmiş algoritmaları sayesinde simülasyon devam ederken anlık olarak hesaplanıyor.
Araştırmanın yazarlarından Texas Üniversitesi Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Aaron Smith, ilk kez bu büyüklükteki bir evren hacminde hem hidrojenin hem de helyumun dönüşümünü, bu süreci tetikleyen galaksilerle birlikte kusursuz bir şekilde inceleyebildiklerini vurguladı.
15 Bin Grafik İşlemcisi ve Frontier Süper Bilgisayarı Devrede
Bu devasa hesaplama gücünün arkasında ise dünyanın en güçlü teknolojik altyapılarından biri yer alıyor. Lumina'nın geliştirilmesinde, ABD'nin Tennessee eyaletindeki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda bulunan devasa Frontier süper bilgisayarı kullanıldı. Proje kapsamında yürütülen karmaşık hesaplamalarda 15 binden fazla grafik işlem birimi (GPU) aynı anda görev yaptı.
James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu gibi modern gözlem araçlarından elde edilen verilerin teorik modellerle karşılaştırılmasına olanak tanıyan Lumina, evrenin kökenine dair bilinenleri yeniden yazmak için gün sayıyor.
