Phi thường: Siêu máy tính tạo ra 8 triệu vũ trụ ảo, "tha hồ" nghiên cứu

Vũ trụ, thứ dường như vượt ngoài trí tưởng tượng của rất nhiều người, giờ đây lại có cơ hội được nằm gọn trong lòng bàn tay của chúng ta, nhờ khả năng tái tạo và mô phỏng phi thường từ siêu máy tính.

Phần mềm mô phỏng trên siêu máy tính giờ đây có khả năng tạo ra tới 8 triệu mô hình vũ trụ (Ảnh: NASA)

Bằng việc truy cập vào UniverseMachine, một phần mềm mô phỏng được vận hành bởi một siêu máy tính, các nhà nghiên cứu có thể khám phá hàng triệu mô hình vũ trụ khác nhau, để nghiên cứu quá trình hình thành, phát triển và tiến hóa của vũ trụ chúng ta theo một cách đơn giản hơn rất nhiều.

Tất nhiên, chúng ta vẫn có thể nghiên cứu những điều trên thông qua việc quan sát và phán đoán, nhưng phần mềm mô phỏng này sẽ cung cấp công cụ hỗ trợ hữu ích và tiện lợi hơn rất nhiều để giúp chúng ta khỏa lấp những điều chưa biết. Vốn chỉ ứng dụng việc mô phỏng vũ trụ với quy mô nhỏ hơn, song lần này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng UniverseMachine để vén màn hầu như toàn bộ dòng thời gian của vũ trụ chúng ta – từ khoảng 400 triệu năm trước, sau thời điểm Big Bang (Vụ Nổ Lớn) diễn ra, cho đến thời điểm hiện nay.

“Với máy tính, chúng ta có thể tạo ra rất nhiều phiên bản vũ trụ khác nhau, và so sánh chúng với vũ trụ hiện tại,” giáo sư thiên văn Peter Behroozi từ Đại học Arizona cho biết, “Nó giúp chúng ta suy diễn được những quy tắc nào dẫn đến sự hình thành nên thứ mà chúng ta nhìn thấy hiện nay.”

Đó chính là những gì UniverseMachine đang đảm nhiệm. Chương trình mô phỏng này đã tạo ra 8 triệu mô hình vũ trụ khác nhau, chiếm 400.000 giờ máy tính, với các nhà nghiên cứu liên tục điều chỉnh các tham số để quan sát xem những thay đổi này có thể ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng như thế nào.

Họ phát hiện ra rằng các vũ trụ mô phỏng giống vũ trụ thực sự của chúng ta nhất đều có những quy tắc vật lý giống nhau. Và họ cũng nhận thấy những hiểu biết vốn có của chúng ta về sự hình thành một vì sao có vẻ hơi…sai một chút.

Phần mềm mô phỏng của siêu máy tính cho thấy vũ trụ được hình thành không như những gì chúng ta tưởng (Ảnh: NASA)

“Khi quay trở lại những thời điểm sớm nhất trong vũ trụ, chúng tôi dự đoán vật chất tối (thực thể bí ẩn đóng vai trò bổ sung lực hấp dẫn lên vũ trụ, được hình thành bởi nhiệt độ tỏa ra từ các hố đen siêu lớn ở trung tâm các dải ngân hà) sẽ đậm đặc hơn, và khiến các dạng mây khí – thành phần quan trọng để hình thành các vì sao - sẽ trở nên nóng hơn. Điều này gây bất lợi cho việc tạo nên một vì sao, cho nên ban đầu chúng tôi cho rằng rất nhiều dải thiên hà trong vũ trụ đã sớm phải ngưng việc hình thành các vì sao từ cách đây rất lâu,” giáo sư Behroozi cho biết, “Tuy nhiên kết quả lại hoàn toàn trái ngược: các thiên hà với kích thước được định sẵn lại có khả năng hình thành các vì sao với tỉ lệ cao hơn, khác với những dự đoán ban đầu của chúng tôi.”

Khi khởi động chương trình UniverseMachine để mô phỏng quá trình hình thành vũ trụ, nhóm nghiên cứu đã nhận được kết quả tương đối khác so với thực tế, khi màu sắc ban đầu của các thiên hà thường đỏ hơn dự tính do số lượng vì sao còn hạn chế.

Nhưng khi việc hình thành các vì sao không có dấu hiệu dừng lại, vũ trụ được mô phỏng trông rất giống vũ trụ mà chúng ta vẫn hay quan sát bằng mắt thường hay kính thiên văn.

“Chúng tôi nhờ đó đã có thể kết luận rằng các thiên hà trong thời điểm ban đầu đã hình thành các vì sao một cách hiệu quả hơn,” tiến sĩ Behroozi cho biết, “Và điều đó cho chúng tôi biết rằng thứ năng lượng được tạo ra từ các hố đen siêu lớn hoặc các vì sao bị phát nổ thường ít khi gây ảnh hưởng đến sự hình thành vũ trụ hơn những gì mà các giả thuyết của chúng ta từng dự đoán.”