Ученые построили крупнейшую модель Вселенной — Naked Science
13.06.2017, 09:01
6 минут
Редакция

Ученые построили крупнейшую модель Вселенной

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

thelargestvi

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.

10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

10 ноября
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

9 ноября
49 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

09:01
0
..смоделировали тело Бога ,а мы ,похоже ,вместе с нашей планетой находимся в самой его жопе...
ulogin_facebook_1297785086909192
09:01
-
0
+
Если говорить о массе виртуальных скоплений, то я за, звучит очень оптимистично, давайте будем измерять фундаментальные физические величины. Ура , это прорыв в науке!
dmitryv
09:01
-
0
+
название суперкомпьютера какое!
ulogin_vkontakte_1249910
09:01
-
0
+
По условиям расчетов, за точку отсчета для эволюции Вселенной принимается возраст в 49 миллиардов лет. Ошибка?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: