宇宙の大規模構造 短編映像

宇宙の大きさが現在の約1/40であった約130億年前から現在までに、宇宙の大 部分の質量を担うダークマターの分布や運動がどのように進化してきたのかを、 大規模多体シミュレーションで調べた結果を映像化したものです。
このコンテンツの短編映像は、固定視点でシミュレーション領域を映像化したものです。

宇宙の大規模構造の時間進化

宇宙初期ではダークマターはほぼ一様に分布していました。しかし、わずかな密度のゆらぎも存在していました。これが宇宙の大規模構造の種になります。 この箱は、当時の宇宙の一部分を切り取ったもので、青いガス状のものがダークマターをあらわしています(現実にはダークマターは見えません)。
立方体の大きさは、一片が現在の3億光年に相当しています。
ゆらぎは重力によって時間と共に成長します。 密度が大きくなったところは重力が強くなり、重力でまわりのダークマターを集めてますます密度が大きくなるからです。 やがて揺らぎから細かい網目状の構造が作られます。 ダークマターの密度の大きいところには普通の物質も集まり、銀河が生まれま す。 ここでは銀河は、白い光の粒で表現されています。 銀河はこの網目構造に沿って運動し、網目の節に銀河団が形成されていきます。

640x480, MPEG-1 形式

4d2uLssEvolutionSimple640x480.zip ( zip 書庫 : 12739 KB)

宇宙の大規模構造(現在)

シミュレーションの開始より137億年後の宇宙の大規模構造の全体像を表示しています。 計算領域全体を回転させて眺めています。この映像はループ再生に対応しています。

640x480, MPEG-1 形式

4d2uLssFinalSnapRotating640x480.zip ( zip 書庫 : 10896 KB)

数値計算の詳細

基本となるモデルΛ-dominated Cold Dark Matter Model
計算目的銀河の分布及び統計的性質の再現
計算モデル計算手法:
重力計算(AMR-PM法)
銀河形成(準解析的モデル)
計算に使用した粒子数:
1.3×108
計算に使用したメッシュ:
512×512×512 + 階層格子
初期条件:
一様+ΛCDMモデルに基づいた微小な揺らぎ
境界条件:
周期境界条件
使用した計算機VPP-5000
現象の時間スケール~137億年
現象の空間スケール~3億光年
数値計算を行った人 矢作日出樹(国立天文台; N体シミュレーション)
長島雅裕(京都大学; 銀河モデル)
参考 Reference Yahagi, Nagashima, & Yoshii 2004, ApJ, 605, 709
Yahagi & Yoshii 2001, ApJ, 558, 463
Davis, Efstathiou, Frenk, & White 1985, ApJ, 292, 371

映像化の詳細

この計算では、青がダークマター、白が形成された銀河です。ここではそれらの粒子をすべて半透明なポリゴンとして表示して映像化しています。

映像クレジット

  • シミュレーション:矢作日出樹、長島雅裕
  • 可視化:武田隆顕
  • 国立天文台4次元デジタル宇宙プロジェクト

リリース情報

  • 2005.10 宇宙の大規模構造の時間進化、宇宙の大規模構造(現在) の公開