Сногсшибательная компьютерная симуляция воссоздает нашу Вселенную

:  Ученые имеют довольно неплохое представление о рождении и эволюции Вселенной на протяжении около 14 миллиардов лет, но проведение компьютерной симуляций всех этих событий оказалось очень сложным заданием. Сейчас же, тем не менее, ученые огласили результаты трехмесячной работы, участие в которой приняли 8000 процессоров. Суть этой работы заключалась в создании модели развития Вселенной. Если бы симуляция проводилась на одном-единственном офисном компьютере, она заняла бы около 2000 лет. «До настоящего времени ни одна симуляция не была в состоянии воспроизвести Вселенную в целом и в отдельных ее компонентах», говорит Марк Фогельсберг, ведущий автор исследования из Астрофизического Центра Гарварда-Смита.

Предыдущая работа была сфокусирована либо на крошечных частях объема космоса, либо же ее результаты характеризовались слишком низким разрешением. В новом исследовании, тем не менее, ученым удалось сформировать куб шириной в 350 миллионов световых лет и провести в нем симуляцию временного отрезка длиной в 13 миллиардов лет, характеризующуюся беспрецедентной точностью. Отчет об исследовании был опубликован 8 мая 2014 года в журнале «Природа» (Nature).

В модели эффекты, проявившие себя вскоре после Большого Взрыва, приурочены к месту, в котором горячий «суп» первичной материи охлаждается с образованием первых звезд и молодых галактик. В вычислениях принимается во внимание также и темное вещество, преобладающее в «космической паутине» и формирующее первые гравитационные узлы из галактических скоплений.

Эффекты сверхновых обогащают межзвездное и межгалактическое пространство все более тяжелыми химическими элементами, что позволяет лучше понять процесс формирования других звезд и планет, а также возникновение органической химии, лежащей в основании жизни.

Наиболее поразительная вещь во всей этой виртуальной Вселенной – ее сходство с данными наблюдений современных космических обсерваторий. Воссоздание множества галактик позволяет заглянуть в наиболее отдаленные уголки космоса, внезапно приобретающие знакомые многим очертания.

В модели используются исключительно уравнения, появившиеся как результат десятков и сотен лет астрономических наблюдений. Конечный результат очень сложно отличить от реальных наблюдений.

Модель, получившая название Illustris (лат. «значительный, выдающийся»), создает 3-D пространство, заполненное 12-ю миллиардами пикселей, в каждом из которых проводятся вычисления согласно наиболее фундаментальным уравнениям, управляющим обычным и темным веществом. Сейчас исследователи могут получить приближенное изображение определенных областей Вселенной, представляющих собой наибольший интерес. Когда ученые провели симуляцию развития космоса в первые 12 миллионов лет после Большого Взрыва, были получены данные об образовании 41 тысячи галактик, собранных в многочисленных галактических скоплениях.

«Данная симуляция напоминает собой машину времени, позволяющую двигаться как назад, так и вперед. Мы может нажать на кнопку паузы, и приблизить наш взгляд к отдельной галактике», говорит соавтор исследования Шай Дженель.

).

comments powered by HyperComments

Также читайте