Самое масштабное компьютерное моделирование: история эволюции Вселенной от Большого взрыва до наших дней24.10.2023 20:45

Астрономы создали самую масштабную компьютерную модель от Большого взрыва до наших дней, чтобы исследовать, как эволюционировала Вселенная. Проект, получивший название Фламинго, смог учесть все компоненты Вселенной — обычного вещества, тёмной материи и тёмной энергии в соответствии с законами физики.

По мере развития симуляции появляются детальные виртуальные галактики и скопления галактик. А инструменты, наблюдающие реальную Вселенную, такие как Космический телескоп «Евклид» и телескоп «Джеймса Уэбб» собирают данные о галактиках, квазарах и звёздах. У учёных появляются актуальные и подробные данные от мощных телескопов. И некоторые из этих данных, на первый взгляд, не соответствуют теоретическим моделям. Исследователи надеются, что симуляции помогут им сравнить виртуальную Вселенную с наблюдениями реальной Вселенной, полученными с помощью новых продвинутых телескопов.

Это может помочь учёным понять, является ли стандартная модель космологии, используемая сейчас для объяснения эволюции Вселенной, хорошим описанием реальности.

Соавтор исследования и проекта Фламинго, профессор Карлос Френк, профессор фундаментальной физики из Института вычислительной космологии Университета Дарема, сказал: «Космология находится на перекрёстке дорог. У нас есть потрясающие новые данные от мощных телескопов, некоторые из которых, на первый взгляд, не соответствуют нашим теоретическим ожиданиям. Либо стандартная модель космологии ошибается, либо существуют неуловимые несостыковки в наблюдательных данных. Наши супер точные симуляции Вселенной смогут дать нам ответ».

Прошлые моделирования, которые были сравнены с наблюдениями Вселенной, фокусировались на тёмной материи, считающейся ключевым компонентом структуры всей Вселенной. Однако, теперь астрономы говорят, что в попытках понять эволюцию Вселенной необходимо учитывать влияние обычного барионного вещества, которое составляет всего 16% от общего содержания вещества во Вселенной, и нейтрино — крошечных частиц, которые редко взаимодействуют с обычным веществом.

Главный исследователь проекта, профессор Йооп Шайе из Лейденского университета, сказал: «Хотя тёмная материя вносит доминирующий вклад в гравитацию, вклад обычного вещества нельзя игнорировать, так как именно это может обуславливать расхождения между моделями и наблюдениями».

Исследователи потратили последние два года на моделирование на мощном суперкомпьютере в Дареме. Симуляции заняли более 50 миллионов процессорных часов на суперкомпьютере Cosmology Machine (COSMA 8), который находится в Институте вычислительной космологии Университета Дарема в Великобритании. Исследователи реализовали симуляцию на языке SWIFT, который помогает распределять вычислительную нагрузку на тысячи ЦПУ, до 65 000.

©  iXBT