Mô phỏng thiên niên kỷ là gì?

Mô phỏng thiên niên kỷ, chính thức được gọi là The Bridennium Run, là một trong những mô phỏng lớn nhất từ trước đến nay về sự phát triển của vũ trụ.Mô phỏng thiên niên kỷ được phát triển vào năm 2005 bởi Hiệp hội Xử Nữ, một nhóm các nhà vật lý thiên văn từ Đức, Anh, Canada, Nhật Bản và Hoa Kỳ.Mô phỏng, được chạy trên một siêu máy tính ở Garching, Đức, bao gồm hơn 10 tỷ hạt, mô phỏng 20 triệu thiên hà và quasars trong một khối ảo khoảng 2 tỷ năm ánh sáng ở một bên.Mô phỏng thiên niên kỷ được tạo ra như một công cụ để đưa ra dự đoán về cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ và so sánh chúng với dữ liệu quan sát và các lý thuyết về vật lý thiên văn. Mô phỏng thiên niên kỷ bắt đầu khoảng 379.000 năm sau vụ nổ lớn, 13,7 tỷ năm trước, khi vũ trụ cực kỳ dày đặc và nóng bỏng.Và thời điểm đó, vật chất bao gồm một plasma của các electron, photon và baryon, và vũ trụ được tắm trong một thông lượng bức xạ.Khi vũ trụ mở rộng và làm mát, nó đạt đến nhiệt độ tới hạn - khoảng 3000 K - và bắt đầu tách rời thành bức xạ và vật chất độc lập.Sự kiện này đã tạo ra bức xạ nền vi sóng vũ trụ, ngày nay bão hòa vũ trụ và có nhiệt độ phổ biến khoảng 2,7 K. Do các quan sát chi tiết về nền vi sóng vũ trụ, các nhà vật lý có một ý tưởng tốt về trạng thái của vũ trụ ngay lập tứcvà thông tin này đã được lập trình trong mô phỏng thiên niên kỷ để đóng vai trò là trạng thái ban đầu của nó. Sau khi chạy mô phỏng thiên niên kỷ trên một siêu máy tính mạnh mẽ trong hơn một tháng, Hiệp hội Xử Nữ đã nhận được kết quả của họ - hơn 25 terabyte (TB) dữ liệu, đủ để phù hợp với 5.300 DVD.Được hiển thị ở dạng trực quan, đầu ra trông giống như một mạng lưới các sợi ba chiều tốt với sự tự tương đồng trên nhiều lớp tổ chức.Những sợi này thực sự là vật chất tối, tạo nên phần lớn khối lượng trong vũ trụ.Vật chất tối không thể được nhìn thấy trực tiếp, nhưng sự tồn tại của nó có thể được suy ra từ ảnh hưởng hấp dẫn của nó đối với vật chất có thể nhìn thấy.Trong mô hình, các sợi có thể được nhìn thấy trực tiếp, một cái gì đó không thể với vật chất tối thực sự.

Chạy mô phỏng thiên niên kỷ đã mang lại cho các nhà vật lý thiên văn rất nhiều về dữ liệu mới về cách vũ trụ có thể phát triển và dự đoán cấu trúc siêu âm mà chúng ta quan sát được từ dữ liệu thiên văn.Một trong những kết quả sớm nhất xuất phát từ mô phỏng thiên niên kỷ là các lỗ đen có thể hình thành sớm hơn so với suy nghĩ trước đây, một thứ được hỗ trợ bởi dữ liệu thử nghiệm từ Khảo sát Sky Sky Sky, nhưng thách thức các mô hình vũ trụ hiện tại của chúng ta.