Make It Clear Brasil

Um apoio ao livre pensamento e a um entendimento do mundo baseado em evidências

O universo escuro a alguns cliques

Parte da visualização de uma simulação de 1,1 trilhão de partículas realizada no supercomputador Mira. Crédito: H. Finkel, S. Habib, K. Heitmann, K. Kumaran, V. Morozov, T. Peterka, A. Pope, T. Williams, M. E. Papka, M. Hereld, and J. Insley, Laboratório Nacional de Argonne; D. Daniel, P. Fasel, N. Frontiere,  Laboratório Nacional de Los Alamos; Z. Lukic, Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.

Parte da visualização de uma simulação de 1,1 trilhão de partículas realizada no supercomputador Mira. Crédito: H. Finkel, S. Habib, K. Heitmann, K. Kumaran, V. Morozov, T. Peterka, A. Pope, T. Williams, M. E. Papka, M. Hereld, and J. Insley, Laboratório Nacional de Argonne; D. Daniel, P. Fasel, N. Frontiere, Laboratório Nacional de Los Alamos; Z. Lukic, Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.

Impressionantes 95% do nosso universo são compostos por energia escura e matéria escura. Compreender este espectro da física é o principal desafio da cosmologia atual e, para tanto, simulações sofisticadas da evolução do universo são fundamentais.

A lente primária através da qual os pesquisadores observam o céu não é mais apenas a do telescópio — é também o supercomputador. As novas gerações de supercomputadores finalmente serão capazes de criar modelos do universo nos detalhes e no volume requisitados pelos mapeamentos astronômicos do cosmo que estão em andamento, ou que terão início em breve.  

Os cientistas usam grandes simulações cosmológicas para colocar à prova teorias que versam sobre a estrutura do universo e a evolução e distribuição das galáxias e dos aglomerados de galáxias. Supercomputadores com tecnologia de ponta dão aos estudiosos as capacidades de elaborar prognósticos e de testá-los contra dados obtidos pelos mais poderosos telescópios e sondas espaciais.

Duas décadas de mapeamento celeste culminaram no modelo padrão da cosmologia, o também chamado Modelo Lambda-CDM (Lambda-CDM: Lambda-Cold Dark Matter, em português, Lambda-Matéria Escura Fria), que comporta a expansão acelerada do universo e um termo Λ (lambda) da energia escura. Ainda assim, dois pilares do modelo — matéria e energia escuras que, juntas, correspondem a 95% do universo — permanecem misteriosas. Agora, uma equipe do Laboratório Nacional de Argonne, nos Estados Unidos, está abordando este mistério, auxiliada por alguns dos supercomputadores mais velozes do mundo.

A fim de criar um modelo da distribuição da matéria no universo, os pesquisadores estão executando algumas das mais amplas e complexas simulações da estrutura em larga escala do universo já realizadas. A equipe do Argonne executou uma simulação de 1.1 trilhão de partículas em meio milhão de núcleos de processamento do Mira, novo supercomputador modelo Blue Gene/Q (projetado pela IBM) do laboratório.

O poder de processamento de dados dos supercomputadores evoluiu significativamente na última década. O Mira permite que a cosmologia execute projeções com maior resolução e precisão em volumes de simulação muito maiores, dando aos pesquisadores a habilidade de contrapor teorias e observações de levantamentos astronômicos.

Explorar a estrutura cósmica do “universo escuro”, no entanto, é um problema complexo. Conforme o universo se expande, a atração gravitacional faz com que a matéria se aglutine e forme estruturas — primeiro em camadas, depois, filamentos nos quais as camadas se cruzam e, finalmente, amontoados nos quais os filamentos se encontram. Com o tempo, a estrutura básica de uma enorme teia de vácuos, filamentos e amontoados pode ser vista. Simulações no laboratório Argonne calcularam esta estrutura em forma de teia, a chamada teia cósmica, em um cubo de espaço simulado que ocupou mais de 13 trilhões de anos-luz de comprimento.

“Como estes trilhões de partículas têm o propósito de traçar a matéria no universo todo, elas são extremamente massivas, algo que alcance um bilhão de sóis”, diz o físico computacional Salman Habib, diretor do projeto. “Conhecemos as dinâmicas gravitacionais de como essas partículas traçadoras interagem, e então, nós as desenvolvemos para entendermos que tipo de densidades e estrutura elas produzem, como um resultado de ambos, gravidade e a expansão do universo. Isso é essencialmente o que a simulação faz: ela parte de uma condição inicial e se move na direção do presente para vermos se nossas ideias a respeito da formação da estrutura no universo estão corretas”.

A geração seguinte de pesquisas espaciais mapeará bilhões de galáxias para que se explore a física do universo escuro. Simulações em escalas extremas fazem parte dos requerimentos científicos para estas pesquisas, a fim de que se solucionem as concentrações galáticas de massa que se encontram nos volumes observacionais de mapeamentos do céu.

Um aspecto primordial do projeto do Argonne envolve o desenvolvimento de uma simulação abrangente, que cubra aproximadamente 100 cenários cosmológicos distintos e os combine em uma estrutura que possa gerar previsões para qualquer um dos cenários originais executados.

Fonte: Phys.org

Anúncios

Deixe uma Resposta

Preencha os seus detalhes abaixo ou clique num ícone para iniciar sessão:

Logótipo da WordPress.com

Está a comentar usando a sua conta WordPress.com Terminar Sessão / Alterar )

Imagem do Twitter

Está a comentar usando a sua conta Twitter Terminar Sessão / Alterar )

Facebook photo

Está a comentar usando a sua conta Facebook Terminar Sessão / Alterar )

Google+ photo

Está a comentar usando a sua conta Google+ Terminar Sessão / Alterar )

Connecting to %s

Information

This entry was posted on 21 de Novembro de 2013 by in Astronomia and tagged , , , , , , , , .

Navegação

%d bloggers like this: