पैतृक आकाशगंगा शहरों के जीवन चक्र की निगरानी के लिए खगोलविद “टाइम मशीन” सिमुलेशन बनाते हैं

वैज्ञानिक “टाइम मशीन” सिमुलेशन विकसित कर रहे हैं जो पैतृक आकाशगंगाओं के जीवन चक्र का अध्ययन करते हैं।

खगोल भौतिकी में कई प्रक्रियाओं में बहुत लंबा समय लगता है, जिससे उनके विकास का अध्ययन करना मुश्किल हो जाता है। उदाहरण के लिए, हमारे सूर्य जैसे तारे का जीवनकाल लगभग 10 अरब वर्ष है और आकाशगंगाएँ अरबों वर्षों में बनती हैं।

खगोलविद इससे निपटने का एक तरीका विकास के विभिन्न चरणों में विभिन्न वस्तुओं की तुलना करना है। हमारे दूरबीनों तक पहुँचने के लिए प्रकाश की यात्रा की अवधि के कारण, वे दूर की वस्तुओं को देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि हम 10 अरब प्रकाश वर्ष दूर किसी वस्तु को देखते हैं, तो हम उसे 10 अरब वर्ष पहले के रूप में देखते हैं।

2 जून, 2022 को जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन के मुताबिक, अब, पहली बार, शोधकर्ताओं ने सिमुलेशन बनाया है जो 11 अरब साल पहले दूर ब्रह्मांड में पाए गए कुछ सबसे बड़ी आकाशगंगाओं के पूरे जीवन चक्र को फिर से बनाते हैं। प्राकृतिक खगोल विज्ञान.

ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन आज इस अध्ययन में महत्वपूर्ण हैं कि ब्रह्मांड ने कैसे आकार लिया, लेकिन कई खगोलविद आमतौर पर दूरबीन के साथ जो देखते हैं उसमें फिट नहीं होते हैं। अधिकांश वास्तविक ब्रह्मांड को केवल एक सांख्यिकीय अर्थ में फिट करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। दूसरी ओर, नियंत्रित ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन, उन संरचनाओं को सीधे फिर से बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जिन्हें हम वास्तव में ब्रह्मांड में देखते हैं। हालांकि, इस प्रकार के अधिकांश सिमुलेशन हमारे स्थानीय ब्रह्मांड पर लागू किए गए हैं, यानी पृथ्वी के करीब, लेकिन दूर के ब्रह्मांडों के अवलोकन के लिए कभी भी इसका उपयोग नहीं किया गया है।

मेडिन अट्टा, प्रोजेक्ट रिसर्चर और काउली इंस्टीट्यूट फॉर फिजिक्स एंड मैथमेटिक्स ऑफ द यूनिवर्स के पहले लेखक और प्रोजेक्ट असिस्टेंट प्रोफेसर की-कान ली के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम, बड़े पैमाने पर आकाशगंगा प्रोटोक्लस्टर जैसी दूर की संरचनाओं में रुचि रखती थी जो कि पूर्वज हैं। आज की। इससे पहले कि आकाशगंगाएँ अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण खिंचाव के तहत जमा हों। उन्होंने पाया कि दूर के प्रोटोक्लस्टरों के वर्तमान अध्ययन को कभी-कभी बढ़ा-चढ़ा कर पेश किया गया था, यानी वे सरल मॉडल और सिमुलेशन के साथ नहीं किए गए थे।

टाइम मशीन सिमुलेशन स्क्रीनशॉट

अनुकरण के स्क्रीनशॉट (शीर्ष) आकाशगंगा अवलोकन के समान एक वस्तु का वितरण 11 अरब वर्षों की प्रकाश यात्रा के दौरान मनाया गया (जब ब्रह्मांड 2.76 अरब वर्ष या इसकी वर्तमान आयु का 20% था), और (नीचे) 11 अरब प्रकाश वर्ष बाद या सिर्फ उसी क्षेत्र में पदार्थ का वितरण। क्रेडिट: अट्टा एट अल।

“हम वास्तविक दूर के ब्रह्मांड का एक पूर्ण अनुकरण बनाने की कोशिश करना चाहते हैं, यह देखने के लिए कि संरचनाएं कैसे शुरू हुईं और कैसे समाप्त हुईं,” अट्टा ने कहा।

उनका परिणाम COSTCO (कॉसमॉस फील्ड का प्रतिबंधित सिमुलेशन) है।

अनुकरण बनाना एक टाइम मशीन बनाने जैसा है, ली ने कहा। जैसे ही दूर के ब्रह्मांड का प्रकाश अब पृथ्वी पर पहुंचता है, आकाशगंगाओं की दूरबीनें अतीत का एक स्नैपशॉट हैं।

“यह आपके दादाजी की एक पुरानी श्वेत-श्याम तस्वीर खोजने और उनके जीवन का वीडियो बनाने जैसा है,” उन्होंने कहा।

इस अर्थ में, शोधकर्ताओं ने ब्रह्मांड में “युवा” दादा-दादी की आकाशगंगाओं का स्नैपशॉट लिया और फिर उनकी उम्र को तेजी से अध्ययन करने के लिए भेजा कि आकाशगंगाओं के समूह कैसे बनते हैं।

शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग की गई आकाशगंगा से प्रकाश हम तक पहुंचने के लिए 11 अरब प्रकाश-वर्ष की यात्रा की।

बड़े पैमाने पर पर्यावरण को ध्यान में रखना बहुत चुनौतीपूर्ण है।

“क्या वे संरचनाएं अलग-थलग हैं या एक बड़ी संरचना से जुड़ी हैं, यह उनके भाग्य के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। यदि आप पर्यावरण को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो आपको पूरी तरह से अलग प्रतिक्रियाएं मिलेंगी। अट्टा ने कहा।

शोधकर्ताओं के लिए इन सिमुलेशन को बनाने का एक अन्य महत्वपूर्ण कारण ब्रह्मांड के भौतिकी का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिर मॉडल का परीक्षण करना है। किसी दिए गए स्थान में अंतिम द्रव्यमान और संरचनाओं के अंतिम वितरण की भविष्यवाणी करके, शोधकर्ता ब्रह्मांड की हमारी वर्तमान समझ में पहले से ज्ञात विरोधाभासों को प्रकट कर सकते हैं।

अपने सिमुलेशन का उपयोग करते हुए, शोधकर्ता पहले से प्रकाशित तीन आकाशगंगा प्रोटोक्लस्टरों के प्रमाण खोजने और एक संरचना का खंडन करने में सक्षम थे। इसके शीर्ष पर, वे पांच और संरचनाओं की पहचान करने में सक्षम थे जो उनके सिमुलेशन में लगातार विकसित हो रहे हैं। इसमें हाइपरियन प्रोटो-सुपरक्लस्टर शामिल है, जो आज ज्ञात सबसे बड़ा और सबसे पुराना ज्ञात प्रोटो-सुपरक्लस्टर है, जो हमारे अपने वजन से 5000 गुना अधिक है।[{” attribute=””>Milky Way galaxy, which the researchers found out it will collapse into a large 300 million light year filament.

Their work is already being applied to other projects including those to study the cosmological environment of galaxies, and absorption lines of distant quasars to name a few.

Details of their study were published in Nature Astronomy on June 2.

Reference: “Predicted future fate of COSMOS galaxy protoclusters over 11 Gyr with constrained simulations” by Metin Ata, Khee-Gan Lee, Claudio Dalla Vecchia, Francisco-Shu Kitaura, Olga Cucciati, Brian C. Lemaux, Daichi Kashino and Thomas Müller, 2 June 2022, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-022-01693-0

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