Energia negra simulada por um supercomputador

Produzido pela ‘Sloan Digital Sky Survey’, este mapa tridimensional de distribuição das galáxias mostra a Terra no centro e representa cada galáxia com um ponto apenas. (M. Blanton/Sloan Digital Sky Survey)

Pesquisadores da Universidade de Estado de Ohio (UEO) caracterizam e simplificam com um supercomputador a energia escura – a força escondida que provoca a constante expansão e aceleração do universo.

Liderados pelo físico Chris Orban, uma equipe de peritos estão criando um aglomerado de matéria escura utilizando sistemas do ‘Ohio Supercomputer Center’ (OSC). Este modelo possibilita maior compreensão sobre o comportamento da energia escura.

“Saber como a matéria escura ‘reage’ à expansão do universo é crucial para aprender mais sobre a energia escura e a matéria escura a partir de grandes levantamentos astronômicos como é o caso com o ‘Sloan Digital Sky Survey’ do qual a UEO é um membro colaborador”, afirma Orban em um comunicado de imprensa.

“Em particular, existe um aspecto sutil do aglomerado que pode ser verificado e é chamado de ‘Baryon Acoustic Oscilation’ (BAO), que se constatou ser muito útil para conter os parâmentos cosmológicos como a equação do estado da energia escura”.

Os cientistas têm estado a trabalhar neste projeto desde o início de 2009, e perto de 200.000 horas de processador do Glen Cluster do OSC foram usadas – a capacidade é de 75 biliões de cálculos por segundo – para modelar as condições apropriadas para as medições.

As BAOs podem ser distinguidas medindo o fundamento de microondas cósmicas, e foram geradas quando a distribuição de plasma quente se movimentava de um lado para o outro no início do universo.

“As BAO encontram-se impressas na matéria escura desde muito cedo, mas as características mudam consoante o tempo cósmico, potencialmente criando um viés no que diz respeito ao seu uso como ferramenta cosmológica”, afirma Orban.

Fotos das simulações cosmológicas (esquerda) realizadas pelo sistema do ‘Ohio Supercomputer Center’ e um gráfico dos agregados de matéria escura em diferentes escalas (direita). (Universidade Estadual de Ohio)

“É um problema complicado e não-linear, os físicos gostam muito de simplificar problemas complexos para conseguir um entendimento mais profundo”, explica. “Isto é exatamente o que fizemos pela primeira vez no nosso estudo, usando simulações N-body”.

Weinberg diz que garantir a precisão das suas simulações cosmologicas será vital para fundamentar futuras investigações.

“Para o estado corrente dos levantamentos astronômicos, os principais fatores não lineares que investigamos em papel são insignificantes se comprados com outras fontes de erro, mas os levantamentos de próxima geração serão bem mais sofisticados neste aspecto” afirma Weinberg no comunicado.

“Isto implica que é da maior importância realizar previsões precisas e confiáveis destes efeitos não-lineares, uma tarefa que as simulações cosmológicas N-body estão em muitos aspectos bem preparadas para realizar”.

Orban e Weinberg são autores do estudo ‘Self-similar Bumps and Wiggles: Isolating the Evolution of the BAO Peak with Power-law Initial Conditions’ publicado no jornal ‘Physical Review D’.

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