Fizikçiler evrenin kökeninin simülasyonunu yaptı

Büyük Patlama’nın kaosu

Galaksilerin oluşumu, maddeyle enerjinin tutkulu bir dansıdır: Kozmik ölçülerde bir sahnede gerçekleşir ve milyarlarca yıl sürer. Büyük Patlama’nın olağanüstü kaosundan bugün gözlemlediğimiz galaksi çeşitliliğine nasıl varıldığı hâlâ kozmolojinin en büyük
muammalarından birisi.

Bu soruya yanıt arayan uluslararası bir bilim ekibi, evrenin bugüne dek yapılmış en ayrıntılı ve geniş ölçekli modelini yarattı. Bu
simülasyona TNG50 adını verdiler. Yaklaşık 230 milyon ışık yılı genişliğindeki bu sanal evren, daha önce yalnızca tek galaksili
modellerde görülen ayrıntı düzeyine sahip on binlerce gelişen galaksiyi içeriyor. Simülasyon, 13,8 milyar yıllık süre boyunca
karanlık madde, gaz, yıldız ve süper kütleli karadelikleri temsil eden 20 milyardan fazla parçacığı takip etti. Daha önce benzeri
görülmemiş bu çözünürlük ve ölçek sayesinde araştırmacılar evrenimizin geçmişi hakkında önemli bilgiler edindi, yıldız patlamalarının ve karadeliklerin yardımıyla garip şekilli galaksilerin nasıl meydana geldiklerini ortaya koydu.

IllustrisTNG projesi, galaksilerin ince detaylarından ödün vermeden büyük ölçekli bir evren üreterek evrenimizin Büyük Patlama’dan bu yana nasıl geliştiğine dair eksiksiz bir resim oluşturmayı amaçlıyor. TNG50, IllustrisTNG’nin oluşturduğu son simülasyon.
TNG50 sayesinde araştırmacılar, evrenin doğuşundan kısa süre sonra oluşan çalkantılı gaz bulutlarının galaksilere nasıl dönüştüğünü ilk elden görebildi. Kozmik çevremizde sıkça görülen disk şeklindeki galaksilerin simülasyonda doğal olarak oluştuklarını; merkezdeki süper kütleli karadeliklerden uzanan sarmal kollar, şişkinlikler ve çubuklar gibi yapıları ürettiklerini keşfettiler.

Bilgisayar yapımı evreni gerçek hayattaki gözlemlerle karşılaştırdıklarında, simülasyondaki galaksi popülasyonunun niteliksel olarak gerçek evrenle tutarlı olduğunu tespit ettiler. Sanal galaksiler yassılaşarak dönen diskler haline geldikçe başka bir olay ortaya çıkmaya başladı. Süpernova patlamaları ve her galaksinin kalbindeki süper kütleli karadelikler yüksek hızlı gaz çıkışları yarattı. Bu çıkışlar, galaksinin üzerinde binlerce ışık yılı boyunca yükselen gaz kütlelerine dönüştü. Sonra kütleçekim kuvveti bu gazın
büyük bir kısmını galaksinin diskine geri çekti, diskin dış kenarına tekrar dağıttı ve bir gaz çıkış-iniş döngüsü oluşturdu. Görünen o
ki bu gaz çıkışları yeni yıldızlar oluşturmak için gereken malzemeleri geri dönüştürmenin yanı sıra, bulundukları galaksinin yapısını da değiştiriyor. Geri dönüştürülen gazlar, galaksilerin dönen yassı disklere dönüşümünü hızlandırıyor. Ancak bu ilk bulgulara rağmen ekip, modeli tam olarak anlamaktan henüz çok uzak.