Podróże w czasie ujawnią zagadki wszechświata

Polscy naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego opracowali komputerowy model kosmosu, który pozwala wyjaśnić szereg zagadek wszechświata. Według dr hab. Krzysztofa Bełczyńskiego, kierującego zespołem badawczym, eksperyment pozwoli zobaczyć gwiazdy sprzed milionów lat, ocenić jak będą wyglądały w przyszłości, a nawet sprawdzić czy Ziemi zagraża katastrofa. Obliczenia umożliwiają sprawdzenie, jak w danej chwili funkcjonuje wybrana gwiazda, czy populacje gwiazdowe w całych galaktykach. Badacz powiedział: "Takie modelowanie aktualnego stanu gwiazdy możemy przeprowadzić dla miliona, 10 czy 100 milionów gwiazd, w zależności od tego, co chcemy badać: jaką galaktykę, jaki system gwiazdowy".

Zespół badawczy rozpisał wszechświat na 20 tys. linii kodu. Jest to jeden z pięciu na świecie kodów do symulacji badania kosmosu. Polski model jest unikalny, bo, jak zaznacza dr Bełczyński, uwzględnia np. różnorodność chemiczną gwiazd oraz jest też najczęściej używanym przez astrofizyków kodem do badań nad gwiazdami neutronowymi oraz czarnymi dziurami.

Najciekawszym aspektem prowadzonych badań jest możliwość przemieszczania się w czasie. Badacze mogą powracać w przeszłość i wybiegać w przyszłość, co ma niebagatelne znaczenie z uwagi na praktyczne zastosowanie. Polski astrofizyk powiedział: "Możemy przenosić się w czasie, aż do momentu, kiedy zaczęły tworzyć się pierwsze gwiazdy aż 12 miliardów lat temu i sprawdzać, jak wyglądały wtedy". Zagadnienia dostarczają niemałej satysfakcji poznawczej. Badacz wyjaśnił, że przeprowadzaną w komputerze ewolucję gwiazdy mogę w dowolnym momencie zatrzymać, zapytać się, jak bardzo jest jasna, gdzie jest na niebie, czy utworzy białego karła, gwiazdę neutronową, czy wybuchnie jako supernowa, czy też zniknie. Kwintesencją badań jest jego stwierdzenie: "Tworzymy gwiazdy, prowadzimy ich ewolucję według naszych zasad. Trochę bawimy się tu w Boga, to niezła zabawa".

W Obserwatorium Astronomicznym UW prace koncentrują się na na badaniu gwiazd neutronowych i czarnych dziur. Według Bełczyńskiego to najciekawsze obiekty we Wszechświecie, z których możemy się wiele nauczyć. Zaznaczył, że jest to zarazem zadanie najtrudniejsze: "Problem jest jednak taki, że słabo je widać. Gwiazdowych czarnych dziur widać kilkadziesiąt we Wszechświecie. Tymczasem z naszych wyliczeń wynika, że są ich setki tysięcy tylko w naszej galaktyce. Dzięki obliczeniom możemy podpowiedzieć obserwatorom, gdzie je najłatwiej można znaleźć".

Przede wszystkim jednak istotna jest możliwość poznania przyszłości. Program modelowania ewolucji gwiazd pozwala zobaczyć, co ciekawego w przyszłości stanie się z danym obiektem niebieskim, Wyniki obliczeń są najbardziej frapujące. Uczony przybliża ich znaczenie: "Zrobiliśmy takie symulacje i okazało się, że niebezpieczeństwo pojawienia się takiego błysku w pobliżu Ziemi jest bardzo niskie. Obserwujemy ich kilka każdego tygodnia, ale są za daleko, by mogły spowodować jakąś katastrofę. Na szczęście, bo skutki rozbłysku byłyby opłakane, oznaczałyby "sterylizację" planety".

Wszystkie badania są czasochłonne. Wykonanie jednego projektu badawczego, np. symulacji jednej galaktyki, zajmuje doktorantom około miesiąca. Chociaż wyliczenie ewolucji jednej gwiazdy może zająć zaledwie parę sekund, to jednak, jak wyjaśnia naukowiec, obliczenia dotyczące ewolucji galaktyki zabierają na jednym komputerze lata obliczeń. Wymaga to zastosowania do badań komputerów, które mają po tysiąc, sto tysięcy procesorów. Gigantyczny charakter zadania uświadamiają fakty, że istnieje 100 miliardów gwiazd w naszej galaktyce i 100 miliardów galaktyk we Wszechświecie.

Naukowcy bada dany problem astronomiczny wycinkowo, na tej podstawie wyciągają dalej idące wnioski. Zastosowanie uproszczeń wydaje się nieuniknione, gdyż, jak astrofizyk zaznaczył, "nie da się wyewoluować całego Wszechświata i policzenie wszystkiego jest niemożliwe".

Praktyczne zastosowanie badań wydaje się nieograniczone. Z wyników udostępnionych w internecie mogą korzystać także wszyscy naukowcy. Z efektów naukowców z Warszawy obecnie korzysta kilka grup do badań mikrosoczewkowania czy badania ewolucji chemicznej Wszechświata. Za pół roku zakończą się prace naukowe, które w pełni zademonstrują korzyści płynące z badań.