Ilmuwan Menciptakan Jutaan Alam Semesta Virtual untuk Memahami Sejarah Kosmik



Mengamati alam semesta melalui teleskop dapat memberikan beberapa petunjuk tentang caranya galaksi muncul, tetapi melihat jutaan alam semesta virtual pada superkomputer memberi para ilmuwan wawasan lebih dalam pembentukan galaksi dan peran yang dimainkan materi gelap di dalamnya.

Sebuah tim ilmuwan dari Universitas Arizona menghasilkan jutaan simulasi alam semesta, masing-masing mengikuti teori pembentukan galaksi yang berbeda. Setiap alam semesta yang disimulasikan mengandung 12 juta galaksi yang terbentuk antara 400 juta tahun setelahnya Dentuman Besar dan hari ini.

"Kami mengumpulkan 20 tahun pengamatan astronomi," kata Peter Behroozi, asisten profesor di Departemen Astronomi Universitas Arizona, yang memimpin penelitian tersebut, kepada Space.com. "Itu memberi kita banyak informasi tentang alam semesta – berapa banyak galaksi di sana, seberapa cepat mereka tumbuh, dan banyak dari mereka berdekatan di satu bagian langit atau mereka didistribusikan secara acak."

Terkait: Foto Menakjubkan Galaksi Bima Sakti (Galeri)

Hasil dari "mesin semesta virtual" mengungkapkan sesuatu yang mengejutkan pembentukan bintang. Para ilmuwan umumnya percaya bahwa pembentukan bintang kurang efisien di alam semesta awal, dengan energi yang dipancarkan oleh lubang hitam dan ledakan supernova diperkirakan menghambat kelahiran bintang-bintang baru di galaksi.

Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa pembentukan bintang mungkin lebih efisien di alam semesta awal, menunjukkan bahwa lubang hitam dan bintang yang sekarat memainkan peran yang lebih kecil dalam mencegah pembentukan bintang.

"Semua simulasi sebelumnya tampaknya menunjukkan bahwa galaksi tidak membentuk bintang dengan begitu mudah di alam semesta awal," kata Behroozi. "Tapi kami menemukan kebalikannya, bahwa pembentukan bintang lebih efisien ketika kita kembali ke sejarah awal alam semesta."

Di alam semesta muda, itu lubang hitam supermasif ditemukan di pusat sebagian besar galaksi memancarkan energi dalam jumlah besar ketika mereka memberi makan materi di sekitarnya. Ini mencegah gas dari pendinginan dan jatuh ke dalam kantong padat yang melahirkan bintang. Selain itu, radiasi yang dipancarkan oleh ledakan supernova dari bintang yang sekarat akan mencegah gas menjadi dingin – seperti yang akan terjadi materi gelap, yang lebih padat dalam sejarah kosmik awal dan akan menjaga gas pada suhu tinggi.

Untuk menguji teori ini, para peneliti menciptakan alam semesta yang disimulasikan di mana galaksi terus menghasilkan bintang. Di alam semesta lain yang disimulasikan, yang di mana galaksi berhenti menghasilkan bintang sejak awal, galaksi memiliki warna yang berbeda dari yang kita lihat di langit.

"Ketika galaksi berhenti membentuk bintang … warna galaksi akan berubah dari biru menjadi merah, "Kata Behroozi. Itu karena galaksi seperti itu akan mengandung lebih sedikit bintang biru bercahaya, yang biasanya mati lebih cepat, tetapi akan memiliki lebih banyak, bintang merah yang menua.

"Jika galaksi berperilaku seperti yang kita pikirkan dan berhenti membentuk bintang sebelumnya, alam semesta kita yang sebenarnya akan diwarnai semuanya salah," tambah Behroozi.

Behroozi dan timnya mengatakan mereka berencana untuk menggunakan mesin semesta virtual, yang membutuhkan waktu satu dekade untuk menciptakannya, untuk melihat bagaimana bentuk galaksi berevolusi dari waktu ke waktu.

Studi ini diterbitkan 9 Agustus di Pemberitahuan Bulanan dari Royal Astronomical Society jurnal.

Ikuti Passant Rabie di Twitter @passantrabie. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom dan terus Facebook.