Sehen heißt glauben? Die Wissenschaftler erstellen simulierte Universen mit nachgebildeter dunkler Materie, Galaxien, Quasi-Quasaren und Pseudo-Supernovae, um echte Beobachtungen besser zu verstehen.
Ihr Ziel ist es sich vorzustellen, wie neue Beobachtungen auf der Erde und in der Weltraumforschung das Universum sehen werden. Der verwendete Apparat wurde Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) genannt. Das Projekt soll 2019 beginnen.
Die Grafik zeigt eine dünne Schicht im Katalog der falschen Galaxien. Blaue und grüne Punkte sind helle und schwache Galaxien, die mit dem Dark Energy Spectroscopic Instrument modelliert wurden. Rote Punkte - Galaxien, deren Helligkeit die Werte der digitalen Himmelserfassung von Sloan übersteigt
Mehrere Teams bilden separate Modelle, die mit verschiedenen Objekten gefüllt sind, denen DESI begegnen wird.
Neue Modelle konzentrieren sich auf frühere Beobachtungen und groß angelegte Universumsimulationen, die die komplexe Physik sowie die Dunkle Materie berücksichtigen - eine unbekannte Form der Materie, die zusammen mit der Dunklen Energie 95% der gesamten Masse und Energie des Weltraums ausmacht.
Natürlich gibt es eine ganze Datenbank, aber DESI wird ein neues Bild sehen. Modellierte Objekte und Universen, die von leistungsstarken Supercomputern erstellt und verbessert wurden, sollten das atmosphärische Rauschen der Erde sowie Wetterbedingungen, Beleuchtung und Mondphasen berücksichtigen, die die Beobachtungen beeinflussen. DESI wird in einem 4-Meter-Teleskop am Kit Peak National Observatory (Arizona) installiert. Mit einer Reihe von 5.000 rotierenden Robotern wird das Licht von zig Millionen Galaxien und anderen Objekten gemessen. Die Roboteranordnung durchläuft eine Folge von Objekten und blickt bis vor 11 Milliarden Jahren auf den Beginn des Universums.
Die Animation zeigt eine skalierte Darstellung der Verteilung der Dunklen Materie im Raum. Basiert auf Millennium Modeling. Erstreckt sich von Skalen von mehreren Milliarden Parsencs bis zu weniger als 10.000 Parsencs
Das von DESI eingefangene Licht liefert genaue Messungen, die dazu beitragen, die Entwicklung des Universums wiederherzustellen und weitere Informationen über die Dunkle Energie zu erhalten. Letzteres ist besonders wichtig, weil sie für die räumliche Ausdehnung verantwortlich ist.
Eine der Simulationen ist das in Deutschland erstellte Millennium XXL. Für die Bildung von 12.000 verwendeten Computerkernen, was 300 Jahren Computerbetrieb entspricht. Das Layout der Galaxie konzentrierte sich auf denselben Teil des Himmels, den DESI erforschen würde. Der Katalog zeigt, wie sich die Rotverschiebung mit der Zeit ändert und in DESI angezeigt wird.
Aufgrund der kosmischen Ausdehnung sehen entfernte Objekte röter und schwächer aus. In früheren Katalogen wurden Änderungen bei der Rotverschiebung jedoch nicht berücksichtigt.
Voraussichtliche Verteilung von Galaxien in der Millennium-XXL-Simulation. Jede Galaxie wird durch eine Kugel dargestellt, deren Intensität und Größe sich auf die erwartete Gesamtmasse in den Sternen und die Größe der Scheibe mit einem kühlen Gas beziehen. Das Team verwendete die Methode der „Halo-Beschäftigungsverteilung“, um die durchschnittliche Anzahl von Galaxien und ihre Helligkeit basierend auf Millennium-XXL zu modellieren. In Modellen der Dunklen Materie entstehen Lichthöfe, die Galaxien einhüllen.
Die Galaxien im Katalog sind auf die Helligkeitsstufe vereinfacht, da sie in einem der von DESI gescannten Wellenlängenbereiche angezeigt werden. Der Layout-Katalog soll auch galaktische Typen imitieren. Bei separaten Simulationen werden die dunkleren Betrachtungsbedingungen berücksichtigt.
Aber das DESI-Team wird hier nicht aufhören. Auch nach dem Start des Programms werden sie das Modell weiter anpassen und verbessern.
Hier sind einige Ziele für das DESI-Observatorium sowie Überlagerungsbilder, die Scheinspektren und Lichtsignaturen zeigen.
Experten vergessen nicht, dass der Glaube an die Simulation keine verlässliche Vision des Universums liefert. Daher ist es notwendig, alles in der Realität mit besonderer Genauigkeit zu überprüfen. Zum Beispiel ist es besonders schwierig, Quasare zu modellieren. Wissenschaftler bestehen jedoch darauf, dass wir Kataloge mit den realistischsten Layouts von Objekten benötigen, um die Messgenauigkeit des realen Universums zu verbessern.
