Ilmuwan Ciptakan Simulasi Kosmologis Terbesar, Terobosan Baru ke Alam Semesta

SEBUAH tim internasional yang dipimpin Tiongkok telah merilis simulasi kosmologis terbesar yang pernah ada, yaitu “HyperMillennium.” Simulasi kosmologis ini menjadi terobosan baru bagi para astronom untuk menjelajahi evolusi kosmik.

Ciptakan Kembali Struktur Raksasa Alam Semesta

Simulasi HyperMillenium mencakup sebuah kubus raksasa dengan ukuran sisi dua belas miliar tahun cahaya dan menggunakan 4,2 triliun partikel materi gelap virtual. Dengan menerapkan teknik simulasi numerik N-body, tim yang dipimpin Qi Guo ini berhasil secara akurat menciptakan kembali cara struktur skala besar di alam semesta berevolusi selama 10 miliar tahun.

Sederhananya, Qi dan rekan-rekan membangun alam semesta virtual di dalam komputer. Mulai dari tepat setelah peristiwa Big Bang dan kemudian mengikuti tarikan gravitasi dalam perkembangannya.

Baca juga : Misi DESI Rampung: Peta 3D Alam Semesta Terbesar Ungkap Rahasia Energi Gelap

Terobosan Baru untuk Penelitian Alam Semesta

Kosmos virtual ini memungkinkan peneliti untuk “memutar balik waktu” dan mempelajari galaksi dan fitur kosmik lainnya dapat terbentuk. Simulasi ini juga menghasilkan katalog terperinci tentang posisi galaksi, kecerahan, dan ciri-ciri penting lainnya. Hal ini disebabkan oleh penambahan model fisik pembentukan galaksi dalam simulasi HyperMillenium.

HyperMillenium menawarkan dukungan teoritis untuk penelitian tentang materi gelap dan energi gelap sekaligus menawarkan dukungan untuk penelitian galaksi generasi baru, seperti pada misi Euclid Badan Antariksa Eropa ataupun Teleskop Stasiun Luar Angkasa Tiongkok.

Simulasi ini berhasil diselesaikan dengan resolusi gaya dan akurasi waktu yang tinggi sehingga menghasilkan terobosan dalam skala komputasi. Tentunya, simulasi ini akan memungkinkan astronom untuk mempelajari struktur kosmik masif yang langka secara akurat.

Baca juga : Astronom Temukan Puluhan "Pita Bintang" di Bima Sakti

Suatu Keajaiban Komputasi

Para peneliti menggunakan perangkat lunak yang mereka kembangkan sendiri bernama PhotoNs sebagai suatu sumber daya komputasi yang akan mereka gunakan untuk simulasi HyperMillenium.

Mereka membutuhkan waktu lebih dari 10 tahun untuk mengerjakan algoritma dan optimasi hingga berhasil mencapai perhitungan yang efisien menggunakan lebih dari seratus juta jam inti CPU dan sepuluh juta jam kartu akselerator.

Salah satu profesor dari University of Texas, Mike Boylan-Kolchin, bahkan menyebut simulasi ini sebagai keajaiban komputasi yang akan mengungkap rahasia energi gelap dan alam semesta awal.

Boylan-Kolchin mencatat ukuran dan resolusi dari HyperMillenium belum pernah dicapai sebelumnya sehingga menjadikannya tolak ukur bagi komunitas penelitian untuk bertahun-tahun mendatang.

Volker Springel, seorang direktur dari Max Planck Institute for Astrophysics di Jerman, juga menyebut simulasi ini mendefinisikan ulang batas kosmologi numerik. Pasalnya Qi dan tim berhasil menciptakan simulasi yang masif dan akurat, sehingga memungkinkan pengujian presisi baru terhadap model kosmologi standar.

Buktikan Presisi Simulasi

Penelitian Qi dan rekan-rekan telah diterbitkan di jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Sebagai demonstrasi kekuatan simulasi, tim penelitian membandingkan hasil simulasi dengan pengamatan nyata Abell 2744, suatu gugus galaksi yang berjarak empat miliar tahun cahaya dari Bumi.

Hasilnya, ditemukan kecocokan yang luar biasa hingga ke tingkat piksel. Hasil uji ini menegaskan bahwa model kosmologi standar berfungsi di lingkungan yang sangat komplek, seperti gugus galaksi yang bertabrakan.

Kumpulan data simulasi pertama telah dirilis ke komunitas ilmiah global melalui National Astronomical Data Center yang menjadi platform untuk penelitian astronomi, pendidikan, dan aplikasi berbasis data. (Xinhua/Z-2)