Ученые построили крупнейшую модель Вселенной — Naked Science
13.06.2017
Редакция Naked Science
4

Ученые построили крупнейшую модель Вселенной

Исследователи из Цюрихского университета с помощью суперкомпьютера Piz Daint разработали крупнейшую симуляцию ранней Вселенной.

thelargestvi
©Wikipedia

По современным представлениям, возраст Вселенной превышает 13 миллиардов лет. Помимо барионной, она состоит из темной материи — гипотетического вещества, которое не взаимодействует с электромагнитным излучением, — и темной энергии. При этом, согласно наблюдениям космического аппарата WMAP, доля последних может достигать 96 процентов. Несмотря на невозможность прямых исследований, введение их в рассмотрение помогает решить проблему скрытой массы, которая, в частности, проявляется в аномально высокой скорости вращения галактик. На анализ геометрии темных энергии и материи направлена миссия «Евклид» — сейчас она разрабатывается Европейским космическим агентством (ESA).

 

Как часть программы ESA Cosmic Vision «Евклид» планируется запустить в 2020 году. Ожидается, что аппарат позволит измерить красное смещение галактик до z=2 — это, в свою очередь, обеспечит возможность изучить состояние, в котором пребывала Вселенная 10 миллиардов лет назад. Оценка корреляции между красным смещением и формами галактик поможет определить вклад темной энергии в расширение Вселенной. Чтобы минимизировать ошибки наблюдений «Евклида», немецкие ученые построили модель N-тел с двумя триллионами частиц, образующих скопления темной материи массой, эквивалентной 10^9 солнечных. Симуляция проводилась на одном из мощнейших суперкомпьютеров — Piz Daint.

 

Крупномасштабная структура Вселенной в рамках симуляции с двумя триллионами частиц / ©Douglas Potter et al., Computational Astrophysics and Cosmology, 2017

 

Разработка модели велась в течение трех лет и стала итогом создания алгоритма PKDGRAV3. Этот программный код с высокой точностью описывает формирование масштабных структур, включая галактические нити и войды, и темной материи. Поскольку код был адаптирован к работе на суперкомпьютерах, симуляция заняла лишь 80 часов. По условиям расчетов, за точку отсчета для эволюции Вселенной принимается возраст в 49 миллионов лет. На первом этапе ее структура сохраняла однородность. Затем за счет гравитации частиц возникали темные гало — считается, что эти компоненты галактик играют важную роль в образовании звездных скоплений, притягивая барионную материю.

 

На основании модели авторы составили каталог из 25 миллиардов галактик (mock galaxy catalogue). Особенностью симуляции выступает то, что масса виртуальных скоплений составляет до 0,1 Млечного Пути, что является ключевым требованием при подготовке к миссии «Евклид». По словам исследователей, новая модель впервые позволит не только изучить и прогнозировать эффекты, но и измерить фундаментальные физические величины на основе потенциальных наблюдений. Ранее симуляции помогли астрономам открыть неизвестный тип планетарных объектов и прояснить нехватку карликовых галактик около Млечного Пути. В феврале российские ученые оценили разрушительность слияния галактик.

 

Подробности исследования представлены в журнале Computational Astrophysics and Cosmology.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 20:44
Мария Азарова

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось увеличение количества бифидобактерий и иммунных клеток, атакующих новообразование.

Вчера, 13:00
Ольга Иванова

Одно из самых крупных исследований показало, что фазы Луны, вероятно, в самом деле влияют на наш сон, а зависит это от пола.

Позавчера, 15:26
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

Позавчера, 15:26
Александр Березин

Сегодня на Землю вернулся экипаж Inspiration 4. Пресса уже единодушно пишет об этом так: большой и яркий успех амбициозной космической компании. Без единого профессионала-астронавта — и взлетели выше МКС! Все это правда. Но правда и другое: сам Илон Маск и все, кто хорошо представляют себе пилотируемые космические полеты, находились в напряжении на протяжении троих суток, пока четверо смелых из Inspiration 4 были в космосе. И можно с уверенностью сказать, что впереди у SpaceX, кажется, еще более рискованные полеты. Попробуем разобраться почему.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

19.06.2017
0
..смоделировали тело Бога ,а мы ,похоже ,вместе с нашей планетой находимся в самой его жопе...
Если говорить о массе виртуальных скоплений, то я за, звучит очень оптимистично, давайте будем измерять фундаментальные физические величины. Ура , это прорыв в науке!
14.06.2017
-
0
+
название суперкомпьютера какое!
-
0
+
По условиям расчетов, за точку отсчета для эволюции Вселенной принимается возраст в 49 миллиардов лет. Ошибка?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: