Świadomość Wszechświata: Ilustris i WWT

[230] I:\pappert\guideddiscovery\WorldWideTelescope\seanse\ilustris\Ilustris.htm
Jak bardzo jesteśmy świadomi otaczającego nas Kosmosu i na ile dobrze rozumiemy rządzące nim prawa? Na to pytanie postanowił sobie odpowiedzieć zespół tworzący Ilustris, komputerowy model powstawania naszego kosmosu będący najlepszą z tego typu symulacji, jakie udało się stworzyć do tej pory:

Opracowano ją dzięki połączonym wysiłkom zespołu naukowców z takich instytucji jak: MIT, HITS, Cambridge, STSCI, Harvard i IAS Princeton. Symulacja trwała łącznie około trzech miesięcy, do jej przeprowadzenia wykorzystano takie komputery jak: Curie, SuperMUC,  Odyssey, Ranger oraz Kraken. Ogólnie rzecz biorąc, wykorzystano 8000 pracujących równolegle procesorów. Gdyby podobne obliczenia przeprowadzić na przeciętnym komputerze osobistym, to zajęłoby to 2000 lat. W symulacji obserwowano ewolucję kosmosu poczynając od 12 milionów lat po Wielkim Wybuchu kończąc na chwili obecnej. Nie modelowano całego wszechświata lecz jego fragment, będący sześcianem o krawędzi której długość wynosiła  350 milionów lat świetlnych. Kiedy symulacja osiągnęła chwilę obecną, astronomowie naliczyli w tym fragmencie 41 tysięcy powstałych galaktyk. Warto jeszcze zwrócić uwagę, że symulowany wszechświat różni się od naszego. Nie znajdziemy w nim identycznych obiektów jak w naszym i próżno się doszukiwać wirtualnej Galaktyki Andromedy położonej dokładnie w tym samym miejscu wirtualnej przestrzeni w którym znajduje się Galaktyka Andromedy w kosmosie realnym. Znajdziemy natomiast odpowiedniki struktur obserwowanych w znanym nam wszechświecie. Jak bardzo podobne, świadczy chociażby to zdjęcie, gdzie zestawiono obok siebie widok Extremalnie Głębokiego Pola Hubble'a z widokiem wygenerowanym przez Ilustris:

A jak to ma się w przypadku WWT? Czy przy jego pomocy da się generować podobne widoki, jakie oferuje nam Ilustris? Rzecz jasna nie, lecz pewną ich namiastką może być model wszechświata dostępny po ustawieniu programu w tryb 3D Solar System. Nie jest to dynamiczna symulacja, lecz statyczny model opracowany dzięki danym zebranym głównie z przeglądu SDSS. Zastanawiając się nad seansem, który mógłby posłużyć do pokazania struktury wszechświata na szybko wygenerowałem trzy grafiki:

Na pierwszej widać Ziemię z odległości przeszło 12 tysięcy kilometrów. Jestem po zacienionej stronie w wyniku eksperymentów z ustawieniem kamery. Po prostu oddalając się od Ziemi ciężko by mi było w innym przypadku uzyskać taki widok jak ten: 

Gromada galaktyk znajdująca się w odległości 99 megaparseków od Ziemi. Dość daleki skok, parę przystanków pominąłem;) Z ręką na sercu przyznaję też, że nie jestem w stanie w tej chwili określić jaka to konkretnie gromada z tych, które znamy. Kontekstowy szukacz, przy pomocy którego możemy w WorldWide Teleskopie dowiedzieć się więcej o oglądanych przez nas obiektach działa bardzo dobrze, gdy program jest ustawiony w tryb podglądu nieba. Sprawdza się też nieźle dopóki nie opuścimy Układu Słonecznego. Potem jest niestety gorzej. No i na koniec kolejny skok - tym razem na odległość 763 megaparseków od Ziemi:

Na tej grafice każdy punkt to gromada galaktyk. Dostrzec też można, że grupują się one w większe struktury, określane mianem  włókien, pomiędzy którymi rozciągają się pustki przestrzeni o średnicy od kilkudziesięciu do kilkuset milionów lat świetlnych. Tyle na szybko. Nad pozostałymi przystankami popracuję innym razem, a teraz zachęcam aby odwiedzić Atlas Wszechświata, posłuchać Cartera Emmarta albo skoczyć na KhanAcademy by posłuchać Sala Khana opowiadającego o rozmiarach widzialnego wszechświata. Warto też posłuchać seansu WWT opowiadającego o tym jak tworzył mapę widzialnego nam wszechświata John Huchra. Można go albo obejrzeć on line, albo jeszcze lepiej w środowisku WWT - niezbędne pliki znajdują się w zbiorze seansów opublikowanym na stronie WorldWide Telescope Ambassadors.