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Só existe uma maneira de podermos entender como o universo evolui com o passar dos tempos.
E essa maneira é através das simulações computacionais.
Eu sei que os conspiracionistas viram a cara para isso, mas é porque eles nem tentam entender o poder que as simulações têm.
O problema das simulações hoje é o limite computacional, para você rodar simulações que reproduzam de forma adequada o que você precisa estudar é necessário um grande poderio computacional.
Mas os astrônomos e os programadores trabalharam nisso e conseguiram rodar uma simulação para o universo que é hoje considerada a melhor reprodução existente.
Ela se chama TNG50, e ela chega num nível onde é possível estudar galáxias de forma individuais, o que era impossível até então.
Em um cubo com 230 milhões de anos-luz de diâmetro, a simulação TNG50 pode discernir fenômenos que ocorrem em uma escala milhões de vezes menor.
Com isso é possível traçar a evolução de milhares de galáxias.
Um pouco de número dessa simulação para vocês.
São 20 bilhões de partículas simuladas, representando a matéria escura, as estrelas, gás, campos magnéticos e buracos negros supermassivos.
A simulação rodou em 16000 núcleos no supercomputador de Hazel Hen em Stuttgart, durante um ano.
O que seria o equivalente a 15 mil anos em um único processador.
Vou mostrar para vocês a simulação TNG50 agora.
Essa simulação mostra a formação de uma galáxia espiral como a Via Láctea.
Além disso, essa simulação funciona como uma máquina do tempo, os pesquisadores podem ver como galáxias com discos em rotação bem ordenados surgem de nuvens de gás turbulentas e caóticas.
À medida que o gás se acalma, estrelas recém-nascidas se concentram em órbitas cada vez mais circulares.
E as coisas vão tomando uma ordem.
A simulação também mostra outro fenômeno interessante, o fluxo gasoso galáctico, que no início também são caóticos, mas depois se concentram ao longo de uma trajetória de menor resistência.
A simulação mostra também que com o decorrer do tempo, o fluxo de gás das galáxias toma a forma de dois cones, emergindo em direções opostas.
Esses fluxos de material reduzem de velocidade enquanto tentam deixar a força gravitacional da galáxia e o seu halo de matéria escura e podem eventualmente cair de volta na galáxia formando um chafariz de gás reciclável.
Nesse processo o gás do centro da galáxia é redistribuído para a periferia da galáxia, acelerando a sua transformação em um disco fino.
Um processo muito interessante ocorre aqui, à medida que a estrutura da galáxia molda os chafariz de gás, a queda desse material de volta molda a estrutura da própria galáxia.
Toda essa interpretação só é possível de ser feita graças à simulação TNG50.
Essa simulação mostra como o poderio computacional e como o desenvolvimento de códigos extremamente complexos pode auxiliar e muito a astronomia.
São simulações como essa que permitem que os astrônomos possam estudar a evolução do universo, como um todo e a formação e a evolução de elementos individuais como galáxias, buracos negros entre outras.
Fontes:
https://academic.oup.com/mnras/article/490/3/3234/5556547
https://academic.oup.com/mnras/article/490/3/3196/5566345
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