Gdy patrzymy w nocne niebo, widzimy statyczny obraz. Gwiazdy wydają się nieruchome, a Droga Mleczna to zastygła rzeka światła. Jednak w rzeczywistości nasza Galaktyka to dynamiczny, gwałtowny taniec grawitacyjny. Problem w tym, że ludzkie życie jest zbyt krótkie, by dostrzec te zmiany. Aż do teraz.
Zespół naukowców z japońskiego instytutu RIKEN ogłosił właśnie ukończenie projektu, który jeszcze dekadę temu leżał w sferze science-fiction. Stworzyli oni Cyfrowego Bliźniaka Drogi Mlecznej – symulację o niespotykanej dotąd rozdzielczości.
Koniec z uproszczeniami: Każda gwiazda ma znaczenie
Dotychczasowe symulacje galaktyczne musiały iść na kompromisy. Zamiast symulować pojedyncze gwiazdy, komputery obliczały ruchy masywnych cząstek, z których każda reprezentowała tysiące lub miliony słońc. To dawało ogólny pogląd, ale gubiło kluczowe detale.
Nowy model RIKEN zmienia zasady gry.
- Skala 1:1: Symulacja uwzględnia ponad 100 miliardów pojedynczych obiektów gwiazdowych.
- Moc obliczeniowa: Wykorzystano do tego następcę superkomputera Fugaku, operującego na hybrydowych algorytmach kwantowo-klasycznych.
To tak, jakbyśmy zamiast mapy konturowej lasu, dostali trójwymiarowy model każdego pojedynczego drzewa.
Podróż w czasie na żądanie
Największą siłą tego projektu nie jest jednak sama liczba gwiazd, ale oś czasu. Model pozwala na symulowanie ewolucji Drogi Mlecznej w przód i w tył na odcinku 10 000 lat.
Co dzięki temu zobaczymy?
Dla astronomów to nieocenione narzędzie. Dzięki Cyfrowemu Bliźniakowi badacze mogą:
- Śledzić fale gęstości: Zobaczyć, jak dokładnie formują się i zanikają ramiona spiralne Galaktyki.
- Testować Ciemną Materię: Wprowadzać do symulacji różne modele rozkładu ciemnej materii i sprawdzać, który z nich najlepiej pasuje do rzeczywistych obserwacji ruchu gwiazd.
- Przewidywać kolizje: Precyzyjniej określić ryzyko zbliżeń innych gwiazd do Układu Słonecznego w dalekiej przyszłości.
Nowa era Astrofizyki Obliczeniowej
Publikacja wyników w Science i udostępnienie części danych w serwisie arXiv to moment przełomowy. Odchodzimy od ery, w której astronomia była nauką czysto obserwacyjną. Wkraczamy w czasy, w których możemy eksperymentować na całych galaktykach w wirtualnym laboratorium.
Japoński zespół udowodnił, że granica między rzeczywistością a symulacją staje się coraz cieńsza. Patrząc na ten model, trudno oprzeć się pytaniu: czy my sami nie żyjemy w podobnej symulacji, tylko uruchomionej na jeszcze potężniejszym sprzęcie?
Źródła:
- RIKEN Press Release (Nov 2025)
- Science: „High-fidelity N-body simulation of the Milky Way Galaxy”
- Universe Today: Report on RIKEN simulation
Opracowanie: Agnieszka Nowak
