A sötét energia fizikája

Javaslatok

• Ha ki akarja nagyítani az appletet, kattintson a „Saját ablakban” gombra. Ennek hatására az applet leválik a böngészőről, és a saját átméretezhető ablakában jelenik meg akár a teljes képernyőt kitöltve.
• Mivel az applet teljes 3D-s gravitációs szimuláció, érdemes beszerezni egy 3D-s anaglif szemüveget. 3D-ben a mélység mint harmadik dimenzió is érzékelhetővé válik, és így jobban kivehető a bolygók és „üstökösök” mozgása.
• Az „üstökösök” száma növelhető, de ettől megnő a program erőforrásigénye is. Ha választani lehet, érdemes a leggyorsabb számítógépen futtatni a szimulációt.
• Miután a megjelenítést kedve szerint beállította, jelölje ki a „Sötét energia” négyzetet. Ennek hatására a program átvált a klasszikus gravitációs egyenletről [lásd az (1) egyenletet ezen az oldalon] a sötét energia hatását tükröző egyenletre [lásd a (6) egyenletet ezen az oldalon].
• Ha vissza akarjuk állítani a program eredeti állapotát, akkor szüntessük meg a sötét energia kijelölését, majd nyomjuk meg az „Égitesteket vissza!” gombot.
• A szimulációt bármikor megállíthatjuk, ill. továbbindíthatjuk az „Állj/Tovább” kijelölő négyzettel.

Megjegyzések és kísérletek

• Ez a szimulátor egy sokkal ambiciózusabb szimulációs projekten alapul, melynek leírása ezen az oldalon található. Teljes 3D-s szimulációról van szó, amit csak 3D-s szemüveggel lehet kihasználni. Az applet Java forráskódja innen tölthető le.
• A szimulátor a Nap-rendszer méretére van átskálázva, körülbelül a Szaturnusz pályájáig. Az alapértelmezett kép is erre a térségre van beállítva. A modell mind a kilenc bolygót figyelembe veszi, beleértve a Pluto törpebolygót, azaz a 2006-ban lefokozott és ékezeteitől megfosztott egykori Plútó bolygót. Ezen kívül tetszőleges számú „üstökös” is bevehető a modellbe random pályákon.
• Az „üstökösök” opcióval lényegében csillaghalmazt vagy galaxishalmazt szimulálhatunk, de ne feledjük, hogy az egyes testek nincsenek kölcsönhatásban egymással, csakis a központi égitesttel, vagyis a „Nap”-pal. Ennek egyszerűen az az oka, hogy egy szimmetrikus gravitációs szimuláció sokkal nagyobb számítástechnikai teljesítményt igényelne – jóval több pécé-pacierőt, mint amekkorára számítani lehetne egy tipikus otthoni PC esetében. Ezzel szemben egy központi testtel való kölcsönhatás szimulációja viszonylag kis számítógépes teljesítménnyel beéri.
• A látogatók egy részében téves benyomást kelthet a szimuáció. Tudniillik, az összes test a középpont körül kering. Ez azonban csupán egy kényelmes számítástechnikai nézőpont, de nem jellemzője az Univerzumnak, melynek nincs közepe, és a gravitációs viselkedése sokkal véletlenszerűbbnek hat.
• A sötét energia alapértelmezett értéke (4×10⁻¹⁵, ami az appletben így jelenik meg: 4e-15) a skálázás miatt sokkal nagyobb, mint a ténylegesen mért érték. Ez azért van így, mert a játéktér nem egy galaxishalmaz, ahol az egyes elemeket fényévmilliárdok választják el egymástól, hanem a Nap-rendszer modellje, mely sokkal kisebb, és amelyben a gravitációs erők sokkal erősebbek. Ezért a szimuláció realisztikusabb lesz, ha a kisebb távolságokat nagyobb sötét energiával kompenzáljuk.
• Az alapértelmezett konfigurációt használva, az üstökösök és a bolygók nagy része távozik, mihelyt aktiváljuk a sötét energiát. Csak a két belső bolygó marad pályán: a Merkúr és a Vénusz. Ezzel valami fontosat szerettem volna érzékeltetni a sötét energiával kapcsolatban, nevezetesen, hogy ha a gravitációs csatolás elég erős, akkor képes ellenállni a sötét energia „húzásának”. Ez kozmológiai méretekben is így van: a galaxishalmazok vélhetően ellenállnak a sötét energia antigravitációs hatásának még akkor is, ha a galaxiscsoportok közötti távolság idővel megnő a sötét energia miatt.
• Kisérletképpen hozzunk létre egy csomó „üstököst”, és állítsuk be a sötét energia állandóját kisebbre, mint az alapértelmezett érték – legyen 4e-17. Kapcsoljuk be a sötét energiát. Ha jól odafigyelünk, látni fogjuk, hogy rövidesen máris „elpárolog” néhány távolabb keringő égitest a halmazból. (Ha eleve be volt kapcsolva a sötét energia, akkor hozzuk vissza az égitesteket a megfelelő gombbal.) Aztán írjuk át a 7-est 6-osra, majd 5-ösre, végül 4-esre mindannyiszor megtízszerezve a sötét energiát. Ez a kísérlet megvilágítja, miért nem váltotta be Einstein várakozásait a kozmológiai állandó bevezetése.
• Ha a sötét energia be van kapcsolva, akkor elcsíphetjük, amint egy-egy „üstökös” elliptikus pályája fokozatosan kitágul, majd az égitest gyorsulva távozik a Naptól. Ez tökéletesen tükrözi a sötét energia hatását, amely az Univerzum egészében működik.
• Az időléptetést, melynek alapértelmezése 64 óra, a felhasználó tetszése szerint változtathatja. Kisebb léptetés pontosabb számítást eredményez, de a számítási idő megnyúlik. Túl nagy lépések irreális eredményt hozhatnak, különösen, ha egy bolygó vagy „üstökös” a Nap közelében mozog. A numerikus hibák ilyenkor azt eredményezhetik, hogy a test nagy sebességgel elhagyja a színteret. Az ilyen viselkedésnek nincs valóságos fizikai háttere.