Ученые построили крупнейшую модель Вселенной — Naked Science
13.06.2017
5 минут
Редакция
4
105

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.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

Вчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Позавчера, 13:07
2 минуты
Илья Ведмеденко

Очевидно, Россия ведет разработку новой легкой авиационной ракеты, которую можно будет применять для поражения широкого спектра морских и наземных целей.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Позавчера, 17:36
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[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...
ulogin_facebook_1297785086909192
19.06.2017
-
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
14.06.2017
-
0
+
название суперкомпьютера какое!
ulogin_vkontakte_1249910
13.06.2017
-
0
+
По условиям расчетов, за точку отсчета для эволюции Вселенной принимается возраст в 49 миллиардов лет. Ошибка?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: