MegaBaza edukacyjna Perspektywy®


Pozwoli zobaczyć gwiazdy sprzed milionów lat, ocenić jak będą wyglądały w przyszłości, a nawet sprawdzić czy Ziemi zagraża katastrofa. Komputerowy model kosmosu, który za pomocą obliczeń wyjaśnia zagadki Wszechświata, naukowcy rozpisali na 20 tys. linii kodu.

Komputerowy model kosmosu opracowali naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Za pomocą wykonywanych przez niego obliczeń mogą sprawdzić, jak w tej chwili funkcjonuje wybrana gwiazda, czy populacje gwiazdowe w całych galaktykach. – Takie modelowanie aktualnego stanu gwiazdy możemy przeprowadzić dla miliona, 10 czy 100 milionów gwiazd, w zależności od tego, co chcemy badać: jaką galaktykę, jaki system gwiazdowy – mówi kierujący zespołem uczonych dr hab. Krzysztof Belczyński.

Jednak to zaledwie mała część możliwości systemu, bo dzięki niemu naukowcy mogą też „przemieszczać się w czasie” – wracać do przeszłości i wybiegać w przyszłość. – Przeprowadzaną w komputerze ewolucję gwiazdy mogę w dowolnym momencie zatrzymać, zapytać się, jak bardzo jest jasna, gdzie jest na niebie? Czy utworzy białego karła, gwiazdę neutronową, czy wybuchnie jako supernowa, czy zniknie – wyjaśnił uczony. – Tworzymy gwiazdy, prowadzimy ich ewolucję według naszych zasad. Trochę bawimy się tu w Boga, to niezła zabawa – dodaje.

Powrót do przeszłości jest możliwy właśnie dzięki komputerowym wyliczeniom. – Możemy przenosić się w czasie, aż do momentu, kiedy zaczęły tworzyć się pierwsze gwiazdy aż 12 miliardów lat temu i sprawdzać, jak wyglądały wtedy – wyjaśnia dr Belczyński.

W Obserwatorium Astronomicznym UW zainicjowano też program modelowania ewolucji gwiazd, by zobaczyć, co ciekawego w przyszłości stanie się z danym obiektem niebieskim, a także podejrzeć, czy jakieś niebezpieczeństwo nie zagraża Ziemi. Naukowcy mogą np. oszacować, ile gwiazd w najbliższych latach wybuchnie w naszej galaktyce jako supernowe i spowoduje błyski gamma.

Zrobiliśmy takie symulacje i okazało się, że niebezpieczeństwo pojawienia się takiego błysku w pobliżu Ziemi jest bardzo niskie. Obserwujemy ich kilka każdego tygodnia, ale są za daleko, by mogły spowodować jakąś katastrofę. Na szczęście, bo skutki rozbłysku byłyby opłakane, oznaczałyby „sterylizację” planety – opisuje naukowiec.

Jak tłumaczy dr Belczyński, uczeni z jego grupy badawczej skupiają się przede wszystkim na badaniu gwiazd neutronowych i czarnych dziur. – To są najciekawsze obiekty we Wszechświecie, z których możemy się wiele nauczyć. Problem jest jednak taki, że słabo je widać. Gwiazdowych czarnych dziur widać kilkadziesiąt we Wszechświecie. Tymczasem z naszych wyliczeń wynika, że są ich setki tysięcy tylko w naszej galaktyce. Dzięki obliczeniom możemy podpowiedzieć obserwatorom, gdzie je najłatwiej można znaleźć – tłumaczy astrofizyk.

Wykonanie jednego projektu badawczego, np. symulacji jednej galaktyki, zajmuje doktorantom około miesiąca. – Wyliczenie ewolucji jednej gwiazdy może zająć zaledwie parę sekund. To niby bardzo krótko, ale jeśli chciałbym na jednym komputerze obliczyć np. ewolucję galaktyki, to z tego zrobiłyby się lata obliczeń. Nasze obliczenia prowadzimy więc na komputerach, które mają po tysiąc, sto tysięcy procesorów – opisuje uczony.

Naukowcy badając jakiś problem astronomiczny i tak skupiają się na wycinkach Wszechświata, np. typowych galaktykach. Na tej podstawie można potem wyciągać dalej idące wnioski. – Mamy 100 miliardów gwiazd w naszej galaktyce i 100 miliardów galaktyk we Wszechświecie. Musimy stosować uproszczenia, bo nie da się wyewoluować całego Wszechświata. Policzenie wszystkiego jest niemożliwe – podkreślił dr Belczyński.

Z efektów pracy modelu mogą korzystać właściwie wszyscy naukowcy. – Gdy otrzymamy jakiś model np. ewolucji układów gwiazdowych zawierających czarne dziury, to jego wynik umieszczamy w internecie. Dane są ogólnodostępne i opisane po angielsku. Prosimy tylko o cytowanie nas – wyjaśnia.

Obecnie wyników naukowców z Warszawy używa kilka grup do badań mikrosoczewkowania czy badania ewolucji chemicznej Wszechświata. Jednak – jak zaznaczył dr Belczyński – prawdziwe owoce jego grupa zacznie zbierać za około pół roku. Wtedy ukaże się więcej prac naukowych, które już mogły skorzystać z danych.

Na świecie jest około pięciu kodów do tego rodzaju symulacji. – Nasz jest unikalny, bo uwzględnia np. różnorodność chemiczną gwiazd. Jest też najczęściej używanym przez astrofizyków kodem do badań nad gwiazdami neutronowymi oraz czarnymi dziurami – powiedział uczony.

Badania nad komputerowym modelem kosmosu dofinansowała Fundacja na rzecz Nauki Polskiej, która dr. Krzysztofa Belczyńskiego nagrodziła w programie "Mistrz". Subsydia otrzymują w nim wybitni naukowcy na realizację trzyletnich projektów badawczych.

Źródło: PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

© 2019 Perspektywy.pl    O nas | Patronaty | Polityka Prywatności | Znak jakości | Reklama | Kontakt