Teleskop Euclid a simulace Flagship 2 mapují miliardy galaxií a gravitačních interakcí, aby otestovaly hranice standardního modelu fyziky. Cílem je pochopit temnou energii a zjistit, zda vesmír opravdu funguje tak, jak si myslíme – nebo jestli nás čeká přepsání základních zákonů.
Standardní model částicové fyziky je ve zkratce návodem ke všemu, co vidíme. Jeho dvě velké přednosti spočívají v tom, že klasifikuje hmotu (popisuje 12 základních částic, které jsou elementárními stavebními kameny vesmíru) a vysvětluje tři základní síly vesmíru: elektromagnetickou, slabou jadernou a silnou jadernou.
Má však také svá omezení. Například nevysvětluje gravitaci, temnou hmotu ani temnou energii. Proto se vědci již téměř sto let snaží najít Teorii všeho, která by vysvětlila to, co standardní model nedokáže. A nyní jsme možná blíže díky simulaci.
Nová simulace spatřila světlo světa
Konsorcium Euclid, mezinárodní skupina, která spravuje vesmírný teleskop Euclid Evropské kosmické agentury, právě zveřejnila nejúplnější simulaci vesmíru. Zmapovala neuvěřitelných 3,4 miliardy galaxií a sleduje gravitační interakce více než 4 bilionů částic.
Simulace nazvaná Flagship 2 je založena na algoritmu navrženém astrofyzikem Joachimem Stadelem z Curyšské univerzity (UZH). V roce 2019 Stadel použil ke spuštění výpočtu superpočítač Piz Daint (v té době třetí nejvýkonnější na světě), který vytvořil mimořádně podrobný virtuální model vesmíru.
„Tyto simulace jsou klíčové pro přípravu analýzy dat z Euclida,“ uvedl v prohlášení astrofyzik z UZH Julian Adamek, jeden z vedoucích projektu.
Kosmický dalekohled Euclid od roku 2023 mapuje miliardy galaxií ve vesmíru a zkoumá rozložení energie a temné hmoty. Sonda nakonec proskenuje přibližně třetinu noční oblohy. Vzhledem k rozsahu projektu produkuje Euclid obrovské množství dat a simulace, jako je Flagship 2, pomáhají urychlit dobu zpracování.
Ačkoli tým předpokládá, že pozorování Euclidu budou přesně odpovídat předpovědím simulace, je pravděpodobné, že dojde k překvapením. Flagship 2 vychází ze standardního kosmologického modelu, tedy z toho, co v současnosti víme o složení vesmíru.
Pochopení temné energie
Mise jako Euclid jsou navrženy tak, aby zpochybnily naše současné znalosti. Již nyní vědci pozorují známky trhlin ve standardním modelu. Euclid je má přiblížit k pochopení tajemné oblasti temné energie.
Tým se obzvláště těší na studium tajemství temné energie, síly, která pohání rozpínání vesmíru. Ve standardním kosmologickém modelu je temná energie jednoduše konstantou. Euclidova pozorování, která budou sahat až do doby před 10 miliardami let, však mohou odhalit jiné vlastnosti.
„Můžeme se podívat, jak se vesmír v té době rozpínal, a změřit, zda tato konstanta skutečně zůstala stálá,“ uzavírá Adamek.