Ученые создали самую детальную симуляцию ранней Вселенной
Астрономы создали самую масштабную и детализированную компьютерную модель ранней Вселенной под названием Lumina. Она позволяет с высокой точностью проследить за первыми двумя миллиардами лет эволюции космоса и поможет ученым правильно интерпретировать сложные данные, которые передают на Землю орбитальные телескопы «Джеймс Уэбб» и «Нэнси Роман».
Разработкой виртуальной Вселенной занималась международная группа исследователей из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов в США. Результаты моделирования опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Созданная модель охватила гигантский космический объем — виртуальный куб с длиной ребра около 1,5 миллиарда световых лет. Это более чем в 100 раз превышает пространственные масштабы любых аналогичных научных симуляций, созданных ранее. По размерам смоделированная область сопоставима с реальными участками глубокого космоса, которые можно исследовать с помощью самых мощных современных обсерваторий.
В отличие от предшествующих моделей, Lumina стала первой в истории радиационно-гидродинамической симуляцией (моделью, учитывающей движение газа и световое излучение) столь грандиозного масштаба. Она физически точно воспроизводит то, как обычный газ, темная материя и излучение взаимодействовали после Большого взрыва, постепенно формируя звезды, галактики и сверхмассивные черные дыры.
Кроме того, суперкомпьютер впервые смог детально просчитать сложный процесс вторичной ионизации гелия и водорода так, чтобы выделившееся излучение сразу оказывало прямое влияние на дальнейшее развитие всей виртуальной Вселенной.
Для выполнения столь феноменального объема вычислений исследователи задействовали более 15 тысяч графических процессоров на суперкомпьютере Frontier в Национальной лаборатории Ок-Ридж в США. Создание виртуального космоса потребовало от специалистов несколько лет непрерывной работы и отладки программных алгоритмов.
Lumina рассматривают как уникальную платформу для испытания абсолютно новых космологических гипотез. Сравнивая снимки реального космоса с предсказаниями симуляции, астрономы смогут проверить, правильно ли мы понимаем законы физики.
Если реальные галактики окажутся не похожи на смоделированные, придется пересмотреть теории о том, как развивалась Вселенная после Большого взрыва. На следующих этапах работы исследовательская группа планирует использовать модель, чтобы подробно изучить движение газовых потоков в межгалактическом пространстве и выяснить механизмы массового рождения первых звезд в ранней Вселенной.
Telegram 
Дзен 
VK 
