Астрономы открыли доступ к симуляции Вселенной для изучения темной материи и энергии
Чтобы понять, как формируются галактики, скопления и сама структура Вселенной, ученые открыли доступ к одной из крупнейших космологических симуляций в истории — FLAMINGO. Модель поможет точнее изучить природу темной материи и темной энергии, от которых зависит эволюция всего космоса.
Космологические симуляции позволяют буквально воспроизводить развитие Вселенной от первых миллиардов лет после Большого взрыва до наших дней. Раньше основным рабочим инструментом были модели, учитывающие только темную материю, поскольку именно она формирует «каркас» космической структуры.
Вот только этого уже недостаточно: на масштабах меньше 10 мегапарсек в игру активно вступает обычное вещество: газ, звезды, сверхновые, черные дыры и выбросы энергии из активных ядер галактик. Все это заметно меняет распределение материи и влияет на наблюдаемые сигналы.
Поэтому ученым нужны гидродинамические симуляции, где моделируется не только темная материя, но и барионное вещество — привычная материя. Проблема в том, что подобные расчеты влетают в копеечку, требуя огромных вычислительных мощностей, памяти и места для хранения данных. Особенно сложно моделировать большие объемы Вселенной, где можно увидеть массивные скопления галактик и корректно описать космическую паутину на гигантских масштабах.
Проект FLAMINGO (Full-hydro Large-scale structure simulations with All-sky Mapping for the Interpretation of Next Generation Observations) как раз создан для этой задачи. Его разработчики провели 22 гидродинамические симуляции и еще 16 расчетов только с гравитацией. В моделях учитывали охлаждение газа, звездообразование, химическое обогащение среды, вспышки сверхновых, рост сверхмассивных черных дыр.
Более того, нейтрино в этих расчетах моделировались как отдельные частицы, а не как упрощенный фон, что делает результаты особенно ценными для современной космологии. Самый масштабный расчет FLAMINGO-10k включал почти 1,2 триллиона частиц, что много больше, чем число звезд в Млечном Пути. Таким образом можно изучать не только отдельные галактики, но и статистику редких гигантских скоплений, а также влияние космологических параметров на структуру Вселенной в целом.
Чтобы сделать модель максимально реалистичной, исследователи специально калибровали ее по данным наблюдений. Они подбирали параметры так, чтобы симуляции воспроизводили современную функцию звездных масс галактик, содержание газа в скоплениях и массы черных дыр. Затем запускали варианты с разной космологией — например, с другой массой нейтрино, распадающейся темной материей или альтернативными параметрами темной энергии. Подход позволяет проверить, какие сценарии лучше совпадают с реальной Вселенной.
Авторы научной работы, принятой к публикации в журнале Astronomy & Computing, выложили в открытый доступ снимки эволюции Вселенной на разных красных смещениях, каталоги галактик и гало, карты всего неба в формате HEALPix, карты слабого гравитационного линзирования, рентгеновского излучения и многие другие продукты. Общий объем данных превышает 2,4 петабайта.
Поскольку скачать такие массивы информации целиком большинству исследователей невозможно, команда разработала специальный веб-сервис. Он позволяет не загружать всю симуляцию, а выбирать только нужные части данных — например, конкретную галактику или отдельное скопление. Это делает FLAMINGO доступной не только для крупных суперкомпьютерных центров, но и для обычных исследовательских групп.
Еще до официального релиза на основе FLAMINGO вышло уже около 70 рецензируемых научных исследований. Симуляция хорошо воспроизводит наблюдаемые свойства галактик, эволюцию звездообразования, масштабные структуры и многие другие параметры. Хотя модель, конечно, не идеальна, некоторые расхождения с наблюдениями остаются, она уже стала одним из главных инструментов современной космологии.
Отметим, FLAMINGO — не единственная крупная космологическая модель. Как ранее рассказывал Naked Science, эволюцию галактик отлично воспроизводят и другие проекты, включая гравитационную симуляцию Flagship 2 и недавно анонсированную серию симуляций COLIBRE.
Telegram 
Дзен 
VK Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Молодежь сегодня проводит часы в онлайн-общении, и их манера речи часто определяется возможностью скрываться за никами. Общение в сети не только помогает оставаться на связи, но и может способствовать распространению травли, троллинга и другой словесной агрессии. Ученые считают, что анонимность усиливает эти явления, снижает самоконтроль и ответственность за свои слова. Исследование экспертов МГППУ выяснило, как анонимность в интернете меняет язык молодых людей. Понимание этих механизмов важно для создания эффективных мер профилактики негативных языковых проявлений.
Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Российского квантового центра и МГУ впервые применили оптический подход для работы с прямыми объемными магнитостатическими спиновыми волнами. Им удалось не только возбудить, но и зарегистрировать их с помощью фемтосекундных лазерных импульсов. Новый метод открывает путь к созданию быстрых, энергоэффективных оптомагнонных логических устройств и нанофотонных структур.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии