Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Utvidelsen av universet simulert

Nassim Haramein 2015 - The Connected Universe (Mars 2019).

Anonim

Universet utvider seg kontinuerlig. Det endres, og skaper nye strukturer som fusjonerer. Men hvordan utvikler vårt univers? Fysikere ved Universitetet i Genève (UNIGE), Sveits, har utviklet en ny kode for numeriske simuleringer som gir et glimt av den komplekse prosessen med dannelse av strukturer i universet. Basert på Einsteins ligninger kunne de integrere rotasjon av romtiden i sine beregninger og beregne amplituden av gravitasjonsbølger, hvis eksistens ble bekreftet for første gang 12. februar 2016. Denne studien er publisert i tidsskriftet Nature Physics .

annonse


Hittil har forskere studert dannelsen av storskala kosmologiske strukturer basert numeriske simuleringer av Newtonian gravitation. Disse kodene postulerer at rom selv ikke endres, det sies å være statisk, mens tiden går videre. Simuleringene som det tillater, er svært presise dersom saken i universet beveger seg sakte (dvs. ca. 300 km per sekund). Når sakspartiklene beveger seg med høy hastighet, tillater denne koden bare omtrentlige beregninger. Videre beskriver det ikke fluktuasjonene i mørk energi. Utgjør 70% av universets totale energi (de resterende 30% er laget av mørk materie og vanlig materie), det er ansvarlig for den akselererte utvidelsen av universet. Derfor var det nødvendig å finne en ny måte å simulere dannelsen av kosmologiske strukturer på og tillate studiet av disse to fenomenene.

Teorien om generell relativitet anvendt

Ruth Durrers team fra Institutt for teoretisk fysikk i Det naturvitenskapelige fakultet ved UNIGE, har dermed opprettet en kode, kalt volusjon, basert på Einsteins teori om generell relativitet. Faktisk anser generell relativitet at romtid er dynamisk, det vil si at rom og tid er i stadig endring, i motsetning til det statiske rom for newtonsk teori. Målet var å forutsi amplituden og virkningen av gravitasjonsbølger og ramme-dra (rotasjonen av romtid) indusert ved dannelsen av kosmologiske strukturer.

For å gjøre det analyserte fysikerne fra UNIGE en kubisk del i rommet, bestående av 60 milliarder soner med hver partikkel (det vil si en del av en galakse) for å studere måten de beveger seg på med hensyn til deres naboer. Takket være LATfield2-biblioteket (utviklet av David Daverio fra UNIGE), som løser ikke-lineære partielle differensialligninger, og Supercomputer fra det sveitsiske Supercomputer Center i Lugano, var forskerne i stand til å studere partikkels bevegelse og beregne metriske (måling av avstander og tid mellom to galakser i universet) ved hjelp av Einsteins ligninger. De resulterende spektrene av disse beregningene tillater å kvantifisere forskjellen mellom resultatene oppnådd ved volusjon og de som kommer fra newtonske koder. Dette gjør det mulig å måle effekten av rammebrytende og gravitasjonsbølger introdusert av strukturdannelsen i universet.

Gravitasjonsbølger og rammearrangement spådd av volusjon

Faktisk er rammebrytende og tyngdefylte bølger aldri blitt inkludert i simuleringer før opprettelsen av volveringskoden. Dette åpner veien for sammenligning av simuleringsresultater av universums evolusjon med observasjoner. Med deres nye kode vil fysikerne ved UNIGE kunne teste teorien om generell relativitet på mye større skala enn i dag. For å åpne forskningen maksimalt på dette feltet, vil professor Ruth Durrer og hennes lag gjøre sin verdikode offentlig. Kanskje snart lys vil bli kastet på mysterier av mørk energi.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Université de Genève . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.