우주의 형성 Simulation

Video Credit: Illustris Collaboration, NASA, PRACE, XSEDE, MIT, Harvard CfA;
Music: The Poisoned Princess (Media Right Productions)

 

우리는 어떻게 지금에 도달하게 된 것일까?

동영상을 클릭하고 의자를 뒤로 빼서 감상해 보라.

 

우주의 진화에 관해 지금까지 시도된 것중 가장 대규모로, 가장 정교하게 시도된 새로운 컴퓨터 시뮬레이션은 은하들이 어떻게 형성되었는지에 대한 새로운 통찰과 우주에서 인간의 위치에 대한 새로운 시점을 제공해 주고 있다.

 

이러한 유형으로는 가장 거대한 규모로 시행된 일러스트리스 프로젝트는 130억년의 진화 과정을 담아내기 위해 하나의 블럭당 2500만 광년을 담아, 총 120억의 해상도를 담아내는 것을 대응하기 위해 2천만 CPU 시간을 동원하였다.

 

시뮬레이션은 다양한 유형의 은하들을 형성한 물질들을 우선 그려내고 있다.
이 가상의 우주가 진화하면서 몇몇 물질들은 우주의 팽창과 함께 중력적으로 밀집되면서 필라멘트들과 은하들, 그리고 은하단을 형성하고 있다.

 

이 동영상은 이러한 우주의 변화부분을 가상의 카메라를 회전시키면서 포착해내고 있다.
우선 암흑물질들의 진화양상을 보여주고 있으며 온도를 기반으로 수소 가스를 그려내고 있고(45초 부분), 헬륨과 탄소와 같은 무거운 원소들(1분 30초 부분)을 그려낸 후 다시 암흑 물질로 돌아오고 있다.(2분 7초 부분)

 

동영상의 왼쪽 하단에는 빅뱅 이후 소요된 시간이 나타나고 있으며 오른쪽 하단에는 현재 동영상에서 보여주고 있는 물질이 표시되고 있다.

 

50초에 나타나는 폭발은 은하의 중심에 위치하는 초거대 질량의 블랙홀과 이로부터 분출되어 나오는 뜨거운 가스의 거품들을 나타낸다.

 

이 시뮬레이션과 실제 우주간에 존재하는 흥미로운 불일치에 대해서는 여전히 연구가 진행되고 있는데, 여기에는 왜 시뮬레이션에서는 늙은 별이 훨씬 더 많이 존재하는지가 포함되어 있다.

출처 : NASA - 오늘의 천체사진(2014년 5월 12일 자)
          http://apod.nasa.gov/apod/ap140512.html        

 

참고 : 우주론과 관련된 각종 포스팅은 아래 링크를 통해 확인할 수 있습니다.
           https://big-crunch.tistory.com/12346979

 

원문>

Illustris Simulation of the Universe
Video Credit: Illustris Collaboration, NASA, PRACE, XSEDE, MIT, Harvard CfA;
Music: The Poisoned Princess (Media Right Productions)

Explanation: How did we get here? Click play, sit back, and watch. A new computer simulation of the evolution of the universe -- the largest and most sophisticated yet produced -- provides new insight into how galaxies formed and new perspectives into humanity's place in the universe. The Illustris project -- the largest of its type yet -- exhausted 20 million CPU hours following 12 billion resolution elements spanning a cube 35 million light years on a side as it evolved over 13 billion years. The simulation is the first to track matter into the formation of a wide variety of galaxy types. As the virtual universe evolves, some of the matter expanding with the universe soon gravitationally condenses to form filaments, galaxies, and clusters of galaxies. The above video takes the perspective of a virtual camera circling part of this changing universe, first showing the evolution of dark matter, then hydrogen gas coded by temperature (0:45), then heavy elements such as helium and carbon (1:30), and then back to dark matter (2:07). on the lower left the time since the Big Bang is listed, while on the lower right the type of matter being shown is listed. Explosions (0:50) depict galaxy-center supermassive black holes expelling bubbles of hot gas. Interesting discrepancies between Illustris and the real universe do exist and are being studied, including why the simulation produces an overabundance of old stars.