Najväčšia simulácia vesmíru môže konečne odhaliť, ako sme sa sem dostali: ScienceAlert

Ako sme sa sem dostali? Nie sme to len my ľudia, točíme sa na bledomodrej bodke, otáčame sa okolo hviezdy, otáčame sa okolo supermasívnej čiernej diery, otáčame sa cez Miestnu hviezdokopu. Ale ako sa sem dostal bod a hviezda, čierna diera a hviezdokopa?

ako sa stať neporovnateľne obrovským Všetko Prišlo to všetko teraz z nepredstaviteľnej prázdnoty pred miliardami rokov?

V skutočnosti je to otázka otázok. A s najväčším projektom svojho druhu, aký sa kedy uskutočnil, sa astronómovia pokúšajú nájsť odpovede vykonávaním počítačových simulácií celého vesmíru.

nazývajú sa plameniak simulácie (simulácie veľkorozmerných štruktúr vo veľkom meradle s celooblohovým mapovaním na interpretáciu pozorovaní novej generácie), prebiehajúce na Superpočítač v zariadení DiRAC vo Veľkej Británii,

Tieto simulácie sú intenzívne. Sú určené na výpočet vývoja všetkých známych zložiek vesmíru.

To znamená všeobecnú záležitosť: hviezdy; galaxie; Všetky veci, ktorých sa môžeme dotknúť (môže nás to zabiť, ale môžeme zabiť); Temná hmota – záhadná hmota spôsobujúca zvláštnu extra gravitáciu; a temná energia – tajomná sila poháňajúca expanziu vesmíru.

Najväčšia z týchto simulácií obsahuje 300 miliárd častíc s hmotnosťou malej galaxie v kubickom objeme priestoru s hranami s priemerom 10 miliárd svetelných rokov.

„Aby bola táto simulácia možná, vyvinuli sme nový kód Swift, ktorý efektívne distribuuje výpočtovú prácu medzi 30 tisíc CPU.“ Astronóm Matthew Schaller vysvetľuje z Leidenskej univerzity.

Predbežné výsledky boli publikované v troch článkoch: prvý popis metódPo druhé render simuláciaa tretí s výsledkom Popis veľkorozmernej štruktúry V studenej temnej hmote vesmíru.

Konkrétne sa tretí príspevok snažil riešiť niečo, čo sa nazýva sigma 8, resp S₈ Napätie, Je založený na meraniach toho, čo sa nazýva kozmické mikrovlnné pozadie – slabé mikrovlnné žiarenie, ktoré vypĺňa vesmír z obdobia tesne po Veľkom tresku. Analýza tohto svetla ukazuje, že vesmír už mal byť taký zoskupené viac Toľko, koľko má.

Pretože toto napätie predstavuje veľkú výzvu model studenej tmavej hmoty Pokiaľ ide o vesmír, v ktorom by malo dôjsť k zhlukovaniu, výskumníci dúfajú, že Flamingo môže poskytnúť nejaké odpovede.

Zatiaľ sa im nepodarilo vyriešiť napätie – to by bola obrovská novinka pre kozmológiu – ale majú niečo o vykonávaní simulácií: na presné predpovede sú potrebné obyčajná hmota aj neutrína.

„Hoci temná hmota dominuje gravitácii, príspevok bežnej hmoty už nemožno ignorovať.“ Vedúci výskumu a astronóm Joop Shaye hovorí z Leidenskej univerzity, „pretože tento príspevok môže byť podobný odchýlke medzi modelmi a pozorovaniami.“

Simulácia, ktorá zahŕňa normálnu hmotu, je náročnejšia na spustenie. Je známe, že temná hmota interaguje s vesmírom iba gravitačne; Normálna hmota tiež interaguje s tlakmi, ako je tlak žiarenia a galaktické vetry, ktoré sú nepredvídateľné a ťažko modelovateľné. Na to, aby fungoval, je potrebný oveľa väčší výpočtový výkon, takže na odpoveď na S si budeme musieť ešte chvíľu počkať.₈ Stres z plameniakov.

Vedci však vykonali sériu simulácií, ktoré sledujú formovanie štruktúry vesmíru v tmavej hmote, normálnej hmote a neutrínach, pričom menia parametre všetkých troch, aby zistili, ako to ovplyvňuje konečný výsledok.

„Porovnaním predpovedí mnohých rôznych simulácií relatívne malých objemov s pozorovanými hmotnosťami galaxií a distribúciou plynu v kopách galaxií môžeme pomocou strojového učenia simulovať účinky galaktických vetrov,“ vysvetľuje astronóm Roi Kugel z Leiden University. Was. kalibrovaný.“

Tím zatiaľ svoje údaje Flaminga nesprístupnil verejnosti, pretože jeho veľkosť je niekoľko petabajtov. Každému, kto má záujem, odporúčame podať zdvorilú otázku so zodpovedajúcim autorom,

Tento výskum bol publikovaný v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti, môže dostať tri papiere Tu, TuA Tu,