Simülasyonlar Kozmolojinin Standart Cetvelinin Tanımlanmasını Geliştirir.
Ohio State Üniversitesi araştırmacıları, karanlık enerjinin gözlemsel araştırmalarının bir çözümünü araştırmak için çok güçlü bilgisayarlardan yararlanıyor. Bu gizemli enerji formu, zaman içinde hızlanarak evrenin genişlemesine neden oluyor.
ABD’de New Mexico’daki Apache Point Gözlemevi’ndeki 2.5 metre geniş-açılı optik bir teleskop kullanılarak kızıla kaymayı inceleyen Sloan Digital Sky Survey (SDSS) tarafından üretilen galaksilerin dağılımını gösteren bu üç-boyutlu harita, merkezde Dünya’yı ve her bir galaksiyi tek bir nokta ile temsil ediyor. SDSS gibi büyük astronomik araştırmalar, Baryon Akustik Salınımlar (BAO) modeline güveniyor ve uzun ölçekli belirsizlik için kozmolojik standart cetveli sağlıyor. Ohio State Üniversitesi’nden Chris Orban ve David Weinberg BAO modelini daha iyi tanımlayan ve basitleştirmek için Ohio Supercomputer Center kaynaklarını kullandı.
Liderliği Chris Orban tarafından yapılan OSU projesi, Ohio State Kozmoloji ve Astro-Parçacık Fiziği Merkezi’nden bir grup araştırmacı, ince bir karanlık madde kümelenme özelliğini daha iyi tanımlamak ve basitleştirmek için Ohio Supercomputer Center (OSC) tarafından yapılan simülasyonlar üzerine odaklandı. Bu yeni model, yoğunluk dalgalanmaları büyüyen evrenin genişlemesinin etkisi gibi büyük ölçekli yapıların bazı yönlerin hakkında evrenbilimcilerin daha doğru bilgiye yaklaşmalarını sağlıyor.
OSU projesinin lideri Orban proje ve çalışmalarla ilgili şunları aktardı: “Evrenin genişlemesinde karanlık maddenin tepkisinin nasıl olduğunu bilmemizde OSU üyelerinin çalışması olan Sloan Digital Sky Survey gibi büyük astronomik incelemelerden gelen karanlık enerji ve karanlık madde hakkındaki veriler hayati derecede önemli. Özellikle karanlık enerjinin durum denklemi gibi kozmolojik parametreleri kısıtlayıcı olduğu için çok yararlı olduğu ortaya çıkmıştır, “Baryon Akustik Salınımları” (BAO) denilen bu verilerde görülen ince bir kümelenme özelliği var.”
Araştırmacılar, evrenin ilk zamanlarında sıcak plazmanın dağılımı içinde dalgalanmalardan gelen salınımları; kozmik mikrodalga fonunun ölçülmesiyle bu özelliği tanımlayabilir. “BAO çalışmaları zamanla karanlık madde üzerinde etki bırakıyor, fakat bu özellik kozmik zaman üzerinde değişiyor, potansiyel olarak etkilenme onun kozmolojik bir araç olarak kullanılmasını sağlıyor.” diye açıkladı Orban. Bu karmaşık, lineer olmayan bir problem ve fizikçiler daha fazla basit bir yaklaşım için karmaşık problemleri basitleştirmeyi çok seviyor. Bu araştırmamızda ilk zamanlarda N-Body simülasyonları kullanarak kesin olarak veriler elde ettiler.
N-Body simülasyonları hakkında Orban’ın danışmanı OSU’da astronomi profesörü David Weinberg şunları söyledi: “Birçok iyi-araştırma yapabilen kozmolojik N-Body simülasyonları olan bu araştırma, lineer olmayan etkiler için güvenilir ve kesin tahminler yapabilen en önemli yere sahiplerdir.”
2009’un başlarından bu yana, Orban ve Weinberg, OSC’nin sekiz terabayt depolama alanına sahip Yığın Depolama Merkezi’nde saatte yaklaşık 200.000 işlemci kullandı. Burada araştırmacılar, 9.600’den fazla Opteron çekirdek, saniyede 75 trilyon hesaplamayı dönüştüren 75 tera-plopluk en yüksek kapasite ile 24 terabaytlık hafızayı kullanabiliyorlar.
Yazılım için araştırmacılar, yüz milyon parçacıktan daha fazla parçacağın yörüngelerini hesaplamak için geliştirilen N-Body, Gadget-2’yi kullandı ve New York Üniversitesi işbirlikçileri tarafından geliştirilen 2LPT kodunu kullanarak ilk uyumlar sağlandığını tespit ettiler.
OSC’nin yönetici yardımcısı Ashok Krishnamunthy’na göre “Bu araştırma projesi, insanları ve disiplinlerin fantastik birlikteliğini temsil ediyor. Bu, fizik alanları içinde uzmanları bir araya getirdi, astronomi ve matematikte yıllardır olduğu gibi etkileyici sonuçlar ortaya çıkardı. OSC, bu başarılara katkıda bulunduğu için gururlu.”
Bu araştırma, Physical Review D dergisinde “Self-similar Bumps and Wiggles: Isolating the Evolution of the BAO Peak with Power-law Initial Conditions” başlığı ile yayınlandı.
Hazırlayan: Mehtap Çelik | KBT Fizik Çalışma Grubu
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110712143008.htm
