Konzorcij misije Euclid Europske svemirske agencije (ESA) objavio je najopsežniju računalnu simulaciju svemira dosad. U njoj se nalazi 3,4 milijarde virtualnih galaksija s detaljno modeliranim svojstvima. Riječ je o ključnom alatu za razumijevanje golemih količina podataka koje prikuplja svemirski teleskop Euclid, aktivan od lipnja 2023.
Najsloženiji prikaz svemira na superračunalu
Nova simulacija nazvana je Flagship 2 galaxy mock i nastala je na temelju algoritama koje je razvio profesor astrofizike Joachim Stadel sa Sveučilišta u Zürichu (UZH). Proračuni su provedeni još 2019. na švicarskom superračunalu Piz Daint, tada trećem najjačem na svijetu. Više od 80 posto njegove računalne snage mjesecima je bilo posvećeno ovom zadatku.
“Bio je to ogroman izazov, u jednom proračunu obuhvatiti toliko velik dio svemira s ovakvom rezolucijom”, prisjeća se Stadel.
Simulacija je pratila gravitacijske interakcije četiri bilijuna čestica, a zatim su na formirane strukture umetnute galaksije unutar Euclidova vidnog polja. Tako je stvoren realističan nacrt onoga što će teleskop uistinu opažati. Za svaku od 3,4 milijarde galaksija simulirano je oko 400 parametara: sjaj, položaj, brzina, oblik i mnogi drugi.
Cilj ovakvog pristupa je omogućiti znanstvenicima da unaprijed razviju metode automatske obrade i analize. Euclid naime stvara takvu količinu podataka da njihova interpretacija mora biti oslonjena na sofisticirane algoritme testirane upravo na ovakvim sintetičkim prikazima.
“Bez simulacija ovih razmjera bilo bi nemoguće pripremiti se za podatke koje će Euclid generirati”, objašnjava astrofizičar Julian Adamek iz UZH-a, koji je na projektu surađivao sa Stadelom i kolegom Aurelom Schneiderom.
Test za standardni model i potraga za tamnom energijom
Flagship 2 izrađen je u skladu sa standardnim kozmološkim modelom, koji opisuje svemir kao kombinaciju obične materije, tamne materije i tamne energije. Simulacija prikazuje kako se svemir razvijao i kako je materija raspoređena na kozmičkim razmjerima.
Stadel i njegovi suradnici očekuju da će opažanja teleskopa Euclid u velikoj mjeri potvrditi ovaj okvir, ali ističu da već sada postoje naznake mogućih odstupanja. “Već vidimo pukotine u standardnom modelu”, kaže Stadel. “Euclid će pokazati drži li se model pred njegovim visokopreciznim podacima ili će se pojaviti nova pitanja.”
Jedno od ključnih ciljeva misije jest razjašniti prirodu tamne energije, sile koja ubrzava širenje svemira. “U modelu je tamna energija jednostavna konstanta kojom objašnjavamo ekspanziju”, navodi Stadel. Euclidovi podaci omogućit će da se pogleda unatrag do 10 milijardi godina kozmičke povijesti i izmjeri je li ta konstanta zaista bila nepromijenjena tijekom vremena.
“Možda još nećemo dobiti konačan odgovor, ali napravit ćemo veliki korak prema razumijevanju tamne energije”, dodaje Stadel.
Euclid: najpreciznija kozmička karta u povijesti
Euclidova misija predstavlja najopsežnije kartiranje svemira do sada. Visoka rezolucija njegovih instrumenata omogućuje mjerenje vrlo sitnih izobličenja u slikama galaksija nastalih zbog gravitacijske leće, savijanja svjetlosti kada prolazi kroz područja velike gustoće mase. Na taj način znanstvenici mogu rekonstruirati raspodjelu tamne materije u svemiru, koja je inače nevidljiva.
Osim toga, Euclid provodi spektroskopska mjerenja s kojima je moguće iznimno precizno odrediti udaljenosti galaksija. U kombinaciji s kartama oblikovanim pomoću gravitacijske leće, znanstvenici će dobiti trodimenzionalni prikaz raspodjele galaksija u svemiru promjera 10 milijardi svjetlosnih godina.
Adamek očekuje i pronalazak rijetkih fenomena: “Neki su događaji iznimno rijetki, ali s obzirom na to da Euclid promatra tako veliko područje, šanse za njihovo otkrivanje značajno rastu.”
Prvi opažajni podaci objavljeni su u ožujku 2025. kroz tzv. Quick Data Release. Iako je riječ tek o malom uzorku, već je pružio nove uvide u strukturu kozmičke mreže i skupove galaksija. Dodatni veliki paket podataka planiran je za proljeće 2026., a očekuje se da će omogućiti još detaljnije testiranje standardnog modela i dublji uvid u evoluciju svemira.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
