ბოლო 100 წლის განმავლობაში, ჩვენი ცოდნა სამყაროს შესახებ წარმოუდგენლად სწრაფად გაიზარდა. ახლა მეცნიერებს ხელთ აქვთ კოსმოსური ზონდები და მაღალი ხარისხის ტელესკოპები სამყაროს სიღრმეების შესასწავლად.
ამ შემთხვევაში გამოიყენება ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ყველა დიაპაზონი - რადიოტალღებიდან მაღალი ენერგიის გამა გამოსხივებამდე. ყოველივე ამის შემდეგ, თითოეული სპექტრული დიაპაზონი ხსნის საკუთარ ფანჯარას სივრცეში. სუპერკომპიუტერები აფასებენ დიდი რაოდენობით მონაცემებს. ამრიგად, ყველა სახის კოსმოსური ფენომენის შესწავლა შეიძლება არნახული სიზუსტით. 2015 წელს კვლევის შესაძლებლობებს დაემატა კიდევ ერთი, სრულიად ახალი მეთოდი: ახლა მეცნიერებს შეუძლიათ გაზომონ გრავიტაციული ტალღები დედამიწაზე - და ამით გამოიკვლიონ ასტრონომიული მოვლენები, რომლებისთვისაც ადრე საერთოდ არ არსებობდა გაზომვის მეთოდები.
ვირტუალური გარე სივრცე
IllustrisTNG სამყაროს დღემდე ყველაზე დიდი და დეტალური მოდელის შესადგენად, მკვლევარები შტუტგარტში მდებარე მაღალეფექტურ კომპიუტერს Hazel Hen-ს აწვდიან კოსმოსის საწყისი მდგომარეობის მონაცემებით. შემდეგ სუპერკომპიუტერი ითვლის კოსმოსის ევოლუციას 13 მილიარდ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. ამისათვის საჭიროა 16,000 პროცესორის ბირთვი, რომელიც მუშაობს მთელი საათის განმავლობაში ერთ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, რაც ექვივალენტურია 15,000 წლის გამოთვლის დროს თანამედროვე კომპიუტერზე. ასეთი სახით და მაღალი სიზუსტით, მოდელი მკვლევარებს აჩვენებს სამყაროში ფართომასშტაბიან ურთიერთკავშირებს, ისევე როგორც დეტალებს, როგორიცაა გაზის ნაკადები გალაქტიკებში.
ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია
სამყაროს მხოლოდ ძალიან მცირე ნაწილი შედგება ვარსკვლავებისგან, პლანეტებისგან და სხვა ციური სხეულებისგან, რომლებსაც ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ. დანარჩენი - და ეს ჯერ კიდევ 95 პროცენტია - არის ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია.
ბნელი მატერია არ ჩანს, მაგრამ ის გრძნობს თავს მისი გრავიტაციის წყალობით. ბნელი მატერია რომ არ არსებობდეს, კოსმოსში ხილული მატერია სხვაგვარი იქნებოდა. მაგალითად, ჩვენი ირმის ნახტომის მსგავსი გალაქტიკები გაიფანტებოდნენ სხვადასხვა მიმართულებით. ბნელი ენერგია არის ეფექტის სახელი, რომელსაც ასტრონომები იყენებენ სამყაროს დაჩქარებული გაფართოების ასახსნელად. მასების ურთიერთმიზიდულობის გამო სამყაროს გაფართოება უნდა შენელებულიყო. მაგრამ გაზომვას აქვს საპირისპირო ეფექტი: სამყარო უფრო და უფრო სწრაფად ფართოვდება! ამის ახსნა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სამყაროს დაახლოებით 70 პროცენტი ბნელი ენერგიაა.
სივრცეში გრავიტაციული ტალღები მუდმივად წარმოიქმნება. თუმცა, დედამიწაზე მათი გაზომვა შესაძლებელია მხოლოდ ძალიან დიდი მასების ძალიან სწრაფი მოძრაობით - მაგალითად, როდესაც ორი შავი ხვრელი შერწყმულია. ეს არის ის, რაც გაიზომება 2015 წლის სექტემბერში. ამისათვის საჭიროა ძალიან მგრძნობიარე საზომი ინსტრუმენტები: ორი გიგანტური ინტერფერომეტრი, რომლებიც იღებენ სიგნალებს, მდებარეობს შეერთებულ შტატებში. მაგრამ ამ საზომი ინსტრუმენტების მაღალი სიზუსტის ტექნოლოგიის უმეტესი ნაწილი და შეფასების მრავალი პროგრამა მოდის გერმანიიდან - მაქს პლანკის გრავიტაციული ფიზიკის ინსტიტუტიდან პოტსდამში და ჰანოვერში.
გალაქტიკები
გალაქტიკები არის "სამყაროების კუნძულები" სივრცის გაუთავებელ ზღვაში. აქ იკრიბება ვარსკვლავები, პლანეტარული სისტემები, მტვრის ღრუბლები, გაზის ნისლეულები და ბნელი მატერია. ისინი ერთმანეთთან იმართება გრავიტაციით. გალაქტიკებს აქვთ სხვადასხვა სტრუქტურები - მარტივი ელიფსებიდან დამთავრებული ძალიან რთული სპირალური გალაქტიკებით სპეციფიური „მკლავებით“, როგორიცაა ჩვენი ირმის ნახტომი. რამდენიმე გალაქტიკა საბოლოოდ გაერთიანდება და ქმნის სხვადასხვა ზომის ჯგუფებს და გროვებს. ამ გალაქტიკათა გროვებიდან ყველაზე დიდი შეიცავს რამდენიმე ათას გალაქტიკას.
სუპერნოვას აფეთქებისას ვარსკვლავის უმეტესი ნაწილი ენერგიად გარდაიქმნება და ერთდროულად ასხივებს. რჩება მხოლოდ ნეიტრონული ვარსკვლავი ან შავი ხვრელი. სუპერნოვა განსაკუთრებით შთამბეჭდავია, როდესაც მასიური ეგრეთ წოდებული გიგანტური ვარსკვლავი, როგორიცაა წითელი გიგანტი, დახარჯავს თავის საწვავს. ის იშლება საკუთარი გრავიტაციის გავლენით, გამოყოფს უზარმაზარ ენერგიას. ამის შემდეგ, სუპერნოვას შეუძლია გარკვეული დროის განმავლობაში უფრო მეტი სიკაშკაშით ბრწყინავდეს, ვიდრე მთელი გალაქტიკა, რომელშიც ის მდებარეობს.