Halos Pergi MAD

Pin
Send
Share
Send

Salah satu kejayaan model ΛCDM alam semesta adalah kemampuan model untuk membuat struktur dengan skala dan taburan yang serupa dengan yang kita lihat di Space Magazine. Walaupun simulasi komputer dapat mencipta alam semesta berangka dalam kotak, menafsirkan penghampiran matematik ini adalah satu cabaran dalam dirinya sendiri. Untuk mengenal pasti komponen ruang simulasi, para astronom harus mengembangkan alat untuk mencari struktur. Hasilnya telah hampir 30 program komputer bebas sejak tahun 1974. Masing-masing berjanji untuk mendedahkan struktur pembentukan di alam semesta dengan mencari kawasan di mana halo terbentuk gelap. Untuk menguji algoritma ini, sebuah konferensi diatur di Madrid, Sepanyol pada bulan Mei 2010 yang berjudul "Haloes going MAD" di mana 18 kod ini diuji untuk melihat seberapa baik susunannya.

Simulasi berangka untuk alam semesta, seperti Simulasi Milenium yang terkenal bermula dengan tidak lebih dari "zarah". Walaupun ini tidak diragukan lagi kecil pada skala kosmologi, zarah-zarah tersebut mewakili gumpalan benda gelap dengan berjuta-juta atau berbilion massa suria. Seiring berjalannya waktu, mereka dibenarkan untuk berinteraksi antara satu sama lain dengan mengikuti peraturan yang bertepatan dengan pemahaman terbaik kita mengenai fizik dan sifat perkara tersebut. Ini membawa ke alam semesta yang sedang berkembang dari mana para astronom mesti menggunakan kod-kod yang rumit untuk mencari konglomerat benda gelap di mana galaksi akan terbentuk.

Salah satu kaedah utama yang digunakan oleh program ini adalah untuk mencari kepadatan kecil dan kemudian mengembangkan cangkang bulat di sekelilingnya sehingga ketumpatan jatuh ke faktor yang boleh diabaikan. Sebilangan besar kemudian akan memangkas zarah-zarah dalam isipadu yang tidak terikat secara graviti untuk memastikan bahawa mekanisme pengesanan tidak hanya menangkap sekumpulan sementara yang sementara yang akan berantakan pada waktunya. Teknik lain melibatkan mencari ruang fasa lain untuk zarah dengan halaju serupa di sekitarnya (tanda bahawa mereka telah terikat).

Untuk membandingkan bagaimana setiap algoritma berjalan, mereka menjalani dua ujian. Yang pertama, melibatkan siri halo materi gelap yang sengaja dibuat dengan sub-halos tertanam. Oleh kerana pengedaran zarah dilakukan dengan sengaja, output dari program harus betul-betul mencari pusat dan ukuran lingkaran. Ujian kedua adalah simulasi alam semesta yang lengkap. Dalam hal ini, sebaran sebenar tidak akan diketahui, tetapi ukurannya yang besar akan membolehkan program yang berbeza dibandingkan pada set data yang sama untuk melihat bagaimana mereka menafsirkan sumber yang sama.

Dalam kedua-dua ujian, semua pencari pada umumnya menunjukkan prestasi yang baik. Dalam ujian pertama, terdapat beberapa perbezaan berdasarkan bagaimana program yang berbeza menentukan lokasi lingkaran. Sebilangan mendefinisikannya sebagai puncak kepadatan, sementara yang lain mendefinisikannya sebagai pusat jisim. Semasa mencari sub-halos, orang yang menggunakan pendekatan ruang fasa nampaknya dapat mengesan formasi yang lebih kecil dengan lebih andal, namun tidak selalu mengesan partikel mana yang sebenarnya terikat. Untuk simulasi penuh, semua algoritma dipersetujui dengan sangat baik. Oleh kerana sifat simulasi, skala kecil tidak digambarkan dengan baik sehingga pemahaman tentang bagaimana masing-masing mengesan struktur ini terhad.

Gabungan ujian ini tidak memihak kepada satu algoritma atau kaedah tertentu berbanding yang lain. Ia menunjukkan bahawa masing-masing berfungsi dengan baik antara satu sama lain. Keupayaan untuk begitu banyak kod bebas, dengan kaedah bebas bermaksud bahawa penemuannya sangat mantap. Pengetahuan yang mereka sampaikan mengenai bagaimana pemahaman kita tentang alam semesta berkembang membolehkan para astronom membuat perbandingan mendasar dengan alam semesta yang dapat dilihat untuk menguji model dan teori tersebut.

Hasil ujian ini telah disusun menjadi makalah yang dijadwalkan untuk diterbitkan dalam edisi yang akan datang dalam Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja.

Pin
Send
Share
Send