Simulasi Mesin Waktu Siklus Hidup Galaksi Leluhur

Time Machine Simulations

Sekarangsayatahu – Ahli Astrofisika Membuat Simulasi “Mesin Waktu” Siklus Hidup Galaksi Leluhur. Lihat perbandingannya perjalanan 11 Milyar tahun cahaya.

Banyak proses dalam astrofisika membutuhkan waktu yang sangat lama. Misalnya membuat model evolusinya sulit untuk dipelajari. Bintang seperti matahari kita memiliki umur sekitar 10 miliar tahun dan galaksi berevolusi selama miliaran tahun.

Salah satu cara astrofisikawan menangani hal ini adalah dengan melihat berbagai objek yang berbeda untuk membandingkannya pada berbagai tahap evolusi. Para ahli astro fisika ini juga dapat melihat objek yang jauh untuk secara efektif mengintip kembali ke masa lalu, karena lamanya waktu yang dibutuhkan cahaya untuk mencapai teleskop kita. Misalnya, jika kita melihat objek yang berjarak 10 miliar tahun cahaya, kita melihatnya seperti 10 miliar tahun yang lalu.

Sekarang, untuk pertama kalinya, para peneliti telah menciptakan simulasi yang secara langsung menciptakan kembali siklus hidup penuh dari beberapa kumpulan galaksi terbesar yang diamati di alam semesta yang jauhnya 11 miliar tahun yang lalu, sebuah studi baru yang diterbitkan pada 2 Juni 2022, dalam jurnal. Astronomi Alam.

Simulasi kosmologi sangat penting untuk mempelajari bagaimana alam semesta terbentuk dan menjadi seperti sekarang ini. Tetapi perlu dicatat, simulasi ini akan terilihat tidak cocok dengan apa yang diamati oleh para astronom melalui teleskop. Sebagian besar dirancang untuk mencocokkan alam semesta nyata hanya dalam arti statistik. Simulasi kosmologi terbatas, di sisi lain, dirancang untuk secara langsung mereproduksi struktur yang sebenarnya kita amati di alam semesta. Sebagian besar simulasi yang ada semacam ini telah diterapkan pada alam semesta lokal kita, yang berarti dekat dengan Bumi, tetapi tidak pernah untuk pengamatan alam semesta yang jauh.

Sebuah tim peneliti, yang dipimpin oleh Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe Project Researcher dan penulis Metin Ata dan Project Assistant Professor Khee-Gan Lee, tertarik pada struktur jauh seperti protocluster galaksi masif, yang merupakan nenek moyang dari masa kini. Gugus galaksi sebelumnya menggumpal di bawah gravitasi mereka sendiri. Mereka menemukan studi saat ini tentang protocluster jauh terkadang terlalu disederhanakan, artinya mereka dilakukan dengan model sederhana dan bukan simulasi.

Tangkapan Layar Simulasi Mesin Waktu

<img onload=
Time Machine Simulations Muda
<img onload=
Time Machine Simulations Sekarang

Tangkapan layar dari simulasi menunjukkan (gambar atas) distribusi materi yang sesuai dengan distribusi galaksi yang diamati pada waktu perjalanan cahaya 11 miliar tahun (ketika Alam Semesta baru berusia 2,76 miliar tahun atau 20% usianya saat ini), dan (gambar bawah) distribusi materi di wilayah yang sama setelah 11 miliar tahun cahaya atau sesuai dengan waktu kita sekarang. Kredit: Ata dkk. Lihat simulasi vieo di bawah.

“Kita ingin mencoba mengembangkan simulasi penuh alam semesta jauh yang nyata untuk melihat bagaimana struktur dimulai dan bagaimana mereka berakhir,” kata Ata.

Hasilnya adalah COSTCO (Constrained Simulations of The COsmos Field).

Lee mengatakan mengembangkan simulasi itu seperti membangun mesin waktu. Karena cahaya dari alam semesta yang jauh hanya mencapai Bumi sekarang, teleskop galaksi yang diamati hari ini adalah potret masa lalu.

“Ini seperti menemukan foto hitam-putih tua kakekmu dan membuat video kehidupannya,” katanya.

Dalam hal ini, para peneliti mengambil snapshot dari galaksi kakek-nenek “muda” di alam semesta dan kemudian dengan cepat meneruskan usia mereka untuk mempelajari bagaimana kelompok galaksi akan terbentuk.

Baca juga : Big Bang 101

Cahaya dari galaksi yang digunakan para peneliti menempuh jarak 11 miliar tahun cahaya untuk mencapai kita.

Yang paling menantang adalah mempertimbangkan lingkungan berskala besar.

“Ini adalah sesuatu yang sangat penting untuk melihat nasib struktur-struktur itu, apakah mereka terisolasi atau terkait dengan struktur yang lebih besar. Jika kita tidak memperhitungkan lingkungan, maka kita mendapatkan jawaban yang sama sekali berbeda. Kita dapat memperhitungkan lingkungan skala besar secara konsisten, karena memiliki simulasi lengkap, dan itulah sebabnya prediksi ini lebih stabil, ”kata Ata.

Alasan penting lainnya mengapa para peneliti membuat simulasi ini adalah untuk menguji model standar kosmologi, yang digunakan untuk menggambarkan fisika alam semesta. Dengan memprediksi massa akhir dan distribusi akhir struktur dalam ruang tertentu, para peneliti dapat mengungkap perbedaan yang sebelumnya tidak terdeteksi dalam pemahaman kita saat ini tentang alam semesta.

Dengan menggunakan simulasi ini, para peneliti dapat menemukan bukti dari tiga protocluster galaksi yang sudah diterbitkan dan tidak menyukai satu struktur. Selain itu, mereka mampu mengidentifikasi lima struktur lagi yang secara konsisten terbentuk dalam simulasi. Ini termasuk proto-supercluster Hyperion, proto-supercluster terbesar dan paling awal yang diketahui saat ini yang memiliki massa 5.000 kali galaksi Bima Sakti kita, yang menurut para peneliti akan runtuh menjadi filamen berukuran 300 juta tahun cahaya.

Baca Juga: Laniake Supercluster Lokal Kita Sedang Dihancurkan Oleh Energi Gelap

Rincian studi yang diterbitkan di Nature Astronomy pada 2 Juni.

Referensi: “Prediksi nasib masa depan protocluster galaksi COSMOS lebih dari 11 Gyr dengan simulasi terbatas” oleh Metin Ata, Khee-Gan Lee, Claudio Dalla Vecchia, Francisco-Shu Kitaura, Olga Cucciati, Brian C. Lemaux, Daichi Kashino dan Thomas Müller, 2 Juni 2022, Astronomi Alam. DOI: 10.1038/s41550-022-01693-0

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Accept Read More