'Uchuu', a simulação mais exata e completa do universo que te permite 'viajar no tempo':cbet gg download

A simulação nos permitirá estudar a evolução do universo com um nívelcbet gg downloaddetalhe e informação sem precedentes, praticamente desde depois do Big Bang até o presente.

"Uchuu visa basicamente recriar como o universo se formou, toda a estrutura, tudo o que vemos desde quando o universo estava apenas emcbet gg downloadinfância e tinha 400 mil anos", disse o cosmólogo Francisco Prada, professor do Conselho Superiorcbet gg downloadPesquisa Científica da Espanha (CSIC) do Institutocbet gg downloadAstrofísica da Andaluzia (IAA) à BBC News Mundo (serviçocbet gg downloadnotíciascbet gg downloadespanhol da BBC).

"Conseguimos, com um supercomputador intensamente dedicado ao projeto, recriar toda a física envolvida, basicamente todas as equações da gravidadecbet gg downloadEinstein e os componentes energéticos e materiais do universo, bem como todos os processos envolvidos numericamente."

A simulação, que já está disponível na nuvem do CESGA, permitirá aos cientistas focarcbet gg downloaddiferentes momentos da história do universo e facilitará a compreensãocbet gg downloadfenômenos como a evolução das galáxias e a formaçãocbet gg downloadburacos negros.

Supercomputador

A simulação foi possibilitada pelo supercomputador ATERUI II, o mais poderoso dedicado exclusivamente à astrofísica, que pertence ao Observatório Astronômico Nacional do Japão.

"Outros grandes computadores como o Mare Nostrumcbet gg downloadBarcelona podem ter muito mais processadores. Mas a vantagem do ATERUI é que ele se dedica a poucos projetoscbet gg downloadastrofísica", diz Prada.

"E isso permite que você tenha uso exclusivo por muito tempo para poder fazer uma simulação como essa, quecbet gg downloadoutra forma seria impossível. Tivemos a sortecbet gg downloadusar o ATERUI por um ano inteiro 48 horas todos os meses exclusivamente. Este é um enorme privilégio."

Tomoaki Ishiyama, da Chiba University no Japão, foi o responsável pelo desenvolvimento e execução do código que criou a simulação.

O resultado "são três petabytescbet gg downloaddados, o equivalente a quase um milhãocbet gg downloadfotoscbet gg downloadum telefone móvelcbet gg download12 megapixels", disse Ishiyama, segundo a agência EFE.

A simulação consistecbet gg download2,1 bilhõescbet gg downloadpartículascbet gg downloadum cubo virtualcbet gg download9,6 bilhõescbet gg downloadanos-luzcbet gg downloadlado, uma dimensão comparável à metade da distância que existe entre a Terra e as galáxias mais distantes observadas, diz o CSIC.

Todos os dados para análise estão guardados no CESGA, centro misto do CSIC e da Juntacbet gg downloadGalicia, podendo também ser descarregados online através do servidor IAA.

Evolução da galáxia

Uchuu permitirá aos cientistas estudar detalhadamente diferentes momentos e cenários da história do universo, ao longocbet gg downloadmaiscbet gg download13 bilhõescbet gg downloadanos.

"Pela primeira vez podemos estudar na mesma simulação tanto objetos muito pequenos quanto objetos enormes, tanto galáxias com massas menores que nossa Via Láctea quanto aglomeradoscbet gg downloadgaláxias muito grandes, ou mesmo vazios enormes, mantendo a mesma resolução. Isso não havia sido possível aindacbet gg downloaduma mesma simulação."

"É como secbet gg downloadoutra simulação você pudesse estudar apenas carros. Mas com nossa simulação nós conseguimos estudarcbet gg downloadum skate até um avião ou um superpetroleiro, e também poderíamos ver como todos esses objetos estão distribuídos tantocbet gg downloaduma planície ou no Himalaia ou nas águas do oceano,cbet gg downloadambientes muito diferentescbet gg downloaddensidade da matéria."

"As galáxias do universo estão distribuídas no que chamamoscbet gg downloadestruturacbet gg downloadgrande escala: existem grandes vazios, onde existem muito poucas galáxias, existem filamentos, existem grupos como a Via Láctea e Andrômeda e depois existem grandes objetos que são mil vezes mais massivos do que a nossa Via Láctea. "

A simulação permite ver, por exemplo, como pequenas galáxias se agregam (se fundem) ao longo da história e formam outras maiores, algo chamadocbet gg downloadformação hierárquica da estrutura do universo, explica Prada.

"Foi assim que a Via Láctea se formou. Ela vem 'comendo' muitos objetos minúsculos e isso faz parte da história da formação da galáxia."

A simulação também permitiria estudar a colisãocbet gg downloadduas galáxias que possuem buracos negros muito massivos que podem produzir ondas gravitacionais.

"Galáxias massivas como a Via Láctea têm um buraco negro. É essencial entender o crescimento dessas estruturas porque isso também tem relação com a taxacbet gg downloadacréscimocbet gg downloadmatéria dos buracos negros, como eles se formam."

'Óculoscbet gg downloadmatéria escura'

Uma característica fundamental sobre o Uchuu é que ele incorpora não apenas matéria visível, mas também a misteriosa matéria escura e energia escura.

A matéria comum, compostacbet gg downloadátomos, representa menoscbet gg download5% da energia total do universo.

A matéria escura, uma formacbet gg downloadmatéria que não interage com a luz e só é detectável por seus efeitos gravitacionais, representa cercacbet gg download25%. O resto, 70%, é o que os cientistas chamamcbet gg downloadenergia escura.

Na visualização Uchuu disponível no YouTube, por exemplo, se enxerga a matéria escura e como ela se distribuicbet gg downloadum objeto supermassivo, como poderia ser um grande aglomeradocbet gg downloadgaláxias.

"Nossa simulação tem todos os ingredientes, todos os parâmetros que conhecemos hoje nas proporções certas", disse Prada.

As imagens do Uchuu são equivalentes a "colocar óculos especiais" para visualizar a matéria escura.

"Houve um momento na história do universocbet gg downloadque a gravidade teve que competir com a energia escura porque, se você tivesse apenas a gravidade, toda a matéria começaria a entrarcbet gg downloadcolapso."

"No entanto, chega um momento na história do universocbet gg downloadque essa energia escura começa a dominar que não sabemos o que é, mas sabemoscbet gg downloadtermos práticos que é como uma força repulsiva, como uma pressão contra a gravidade, ", explicou Prada para a BBC News Mundo.

"Um dos grandes desafios para Uchuu é que por ter simulado toda a estrutura do universo e ser capazcbet gg downloadcomparar todas as estatísticas que observamos — por exemplo, quantos grandes aglomeradoscbet gg downloadgaláxias temos, quantos grandes vazios, como o as galáxias estão agrupadas —, poderemos interpretar melhor a natureza da energia escura e da matéria escura, que até hoje não sabemos o que é. "

"Entende-se que a matéria escura é uma partícula elementar, mas não sabemos o que é. E a energia escura não se tem nem ideia dela, entende-se que o universo está se expandindo rapidamente no momento mais tardio, mas não sabemos o que causa essa expansão acelerada."

Francisco Prada explica: "Esta imagem mostra quatro instantes da história do universo, o presente está abaixo e o passado está acima. E as três colunas correspondem a diferentes regiões do universo".

"Por exemplo, o da direita é muito interessante porque mostra o processocbet gg downloadformaçãocbet gg downloadum grande vazio."

"Se formos para o presente, você verá que a densidadecbet gg downloadgaláxias lá é muito baixa, existem grandes regiões que têm um déficit, um vácuocbet gg downloadgaláxias, então podemos voltar no tempo e ver como isso se formou."

"Na primeira coluna você vê um objeto semelhante à Via Láctea; é como se colocássemos óculos no céu e víssemos matéria escura."

"Secbet gg downloadvez disso eu der a vocês uma imagem do que só pode ser visto pelo telescópio, seria uma bela galáxia como as das imagens do Hubble, mas vemos toda a matéria escura, porquecbet gg downloadnossa própria galáxia deve haver milharescbet gg downloadpequenos objetos que são matéria escura."

"E no meio você vê um aglomeradocbet gg downloadgaláxias que é um objeto mil vezes mais massivo. "

Da Argentina e do Chile

A cientista Sofía Alejandra Cora, do Institutocbet gg downloadAstrofísicacbet gg downloadLa Plata, da Argentina, também participa do projeto Uchuu.

Cora é pesquisadora independente do Conselho Nacionalcbet gg downloadPesquisa Científica e Técnica (Conicet) e professora associada da Faculdadecbet gg downloadCiências Astronômicas e Geofísicas da Universidade Nacionalcbet gg downloadLa Plata.

"O principal objetivo da minha participação neste projeto é gerar um catálogocbet gg downloadgaláxias a partir dos dados da simulaçãocbet gg downloadUchuu, que considera apenas matéria escura."

"Para fazer isso, as informações sobre as propriedades dos haloscbet gg downloadmatéria escura e a forma como eles crescem e se fundem ao longo do tempo são tomadas como base", ela explicou à BBC News Mundo.

"E um modelo semi-analíticocbet gg downloadformação e evoluçãocbet gg downloadgaláxias é aplicado, levandocbet gg downloadconsideração vários processos físicos que determinam as propriedades das galáxias", continuou ele.

"Um modelo semi-analítico consistecbet gg downloadum conjuntocbet gg downloadreceitas analíticas simples que modelam diferentes processos físicos que afetam o gás e as estrelas que constituem uma galáxia."

"A versão mais recente do modelo usado por nosso grupocbet gg downloadtrabalho na Argentina está descritacbet gg downloadum artigo nos Montlhy Notices da Royal Astronomical Society. Esta tarefa estácbet gg downloaddesenvolvimento."

Cristian Vega Martínez, pesquisador do Departamentocbet gg downloadAstronomia e do Institutocbet gg downloadPesquisa Multidisciplinarcbet gg downloadCiência e Tecnologia da Universidadecbet gg downloadLa Serena (ULS), no Chile, também participa do projeto.

"Um dos grandes desafios do Uchuu foi administrar e publicar a grande quantidadecbet gg downloaddados que uma simulação desta categoria pode produzir".

"Este tipocbet gg downloadsimulação pode facilmente gerar centenascbet gg downloadterabytes", disse Vega à BBC News Mundo.

"Portanto, estamos trabalhando ativamente para projetar as técnicas para manipular esses dados, fornecer uma maneira diretacbet gg downloadcompartilhá-los e fornecer ferramentas para seu uso."

Ele contribui comcbet gg downloadexperiência na áreacbet gg downloadformaçãocbet gg downloadgaláxias e simulaçõescbet gg downloadevolução, e seu conhecimentocbet gg downloadcomputaçãocbet gg downloadalto rendimento.

"Os dados publicados devem ser fornecidoscbet gg downloaduma forma que possa ser útil para a comunidade", diz.

"Simulações desse tipo, que permitem modelar grandes volumes do universo (que simulam as estruturas que definem onde as galáxias se formam), são necessárias para poder contrastar nossas teorias físicascbet gg downloadformaçãocbet gg downloadgaláxias e da evolução do universo , com os resultadoscbet gg downloadgrandes experimentos modernos (telescópios) ".

'Dar acesso a outras pessoas'

Para Francisco Prada, um dos principais motivos da importância do Uchuu é acbet gg downloaddisponibilidade gratuita.

"Como cientista, eu acredito na responsabilidadecbet gg downloaddar acesso a outros cientistas que não têm a possibilidadecbet gg downloadfazer essas simulações para que eles possam fazer ciênciacbet gg downloadalto nível,cbet gg downloadúltima geração", disse.

"Tornamos isso público para todos os cientistas do mundo, e não apenas para os cientistas, mas também para todas as pessoas que possuem a Internet."

"E também na Galícia temos os dados, para que as pessoas possam entrar lá e fazer a análise dos dados sem precisar fazer downloadcbet gg downloadcasa. Por isso também disponibilizamos a capacidade informática, porque normalmente essa capacidade informática não está disponível a qualquer um."

A simulação, análise e divulgação pública dos dados foram financiadas por instituições públicas no Japão e na Espanha.

"O custo deste projeto é muito alto e há poucos grupos no mundo que podem fazer este projeto."

"Estamos na era do Big Data, onde o que Uchuu gerou é muito maior do que a quantidadecbet gg downloaddados armazenados pelo YouTube, Amazon e Google juntos."

"Conseguimos realmente disponibilizar gratuitamente a pesquisacbet gg downloadpontapara a sociedade e os cientistas, isso é o que considero muito animador."

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