Суперкомпьютер из Национальной лаборатории Оук-Ридж в США осуществил крупнейшее на сегодняшний день астрофизическое моделирование Вселенной. Физики использовали 9000 вычислительных узлов суперкомпьютера Frontier, чтобы смоделировать объем расширяющейся Вселенной размером более 31 миллиарда кубических мегапарсек.
Комментарии 0
...комментариев пока нет
Астрономы создали модель 31 миллиарда кубических мегапарсек Вселенной
Кадр фрагмента модели 64х64х76 мегапарсек Вселенной. Argonne National Laboratory
Когда мы смотрим сквозь пространство и с помощью телескопов преодолеваем миллиарды световых лет, мы смотрим и сквозь время. Таким образом, мы можем составить картину того, как развивалась Вселенная. Но увидеть Вселенную в движении мы не можем, слишком медленно она формировалась. Компьютерная симуляция может помочь «сжать» миллиарды лет в минуты и секунды.
Результаты проекта под названием ExaSky помогут астрофизикам и космологам понять эволюцию и физику Вселенной, в том числе исследовать загадочную природу темной материи.
«Во Вселенной есть два компонента: темная материя, которая, насколько нам известно, взаимодействует только гравитационно, и обычная, или атомная, материя», — объясняет физик Салман Хабиб из Аргоннской национальной лаборатории (США), возглавлявший работу. — Поэтому, если мы хотим узнать, чем живет Вселенная, нам нужно смоделировать обе эти вещи: гравитацию и остальную физику, включая горячий газ, образование звезд, черных дыр и галактик; так сказать, астрофизическую «кухню». Такие симуляции мы называем симуляциями космологической гидродинамики».
Сквозь время
Кадр из симуляции, показывающий небольшой объем моделируемого пространства размером 64 х 64 х 76 мегапарсек (слева) и увеличенную область этого объема (справа).
Когда мы смотрим сквозь пространство, преодолевая миллиарды световых лет, мы смотрим и сквозь время. Таким образом, мы можем составить картину того, как развивалась Вселенная. Но время, необходимое для изменений в космических масштабах, огромно.
Моделирование — один из лучших инструментов, с помощью которого мы пытаемся понять, как развивалась Вселенная. Мы можем подставлять цифры, ускорять время, перематывать его назад, увеличивать и уменьшать масштаб и в целом просто играть в Высшее Существо на огромных пространствах космоса.
Звучит просто, но это не так. Космос огромен и необычайно сложен. Для этого требуется сложнейшая математика и чрезвычайно мощный суперкомпьютер. Но даже в этом случае есть много вещей, которые придется опустить ради эффективности. Например, в предыдущих моделях приходилось опускать многие переменные, составляющие гидродинамическую симуляцию.
Этот объем составляет всего 0,001 процента от всего объема симуляции, так что в будущем мы ожидаем увидеть умопомрачительные результаты.
Потребовались годы совершенствования алгоритмов, математики и аппаратного/гибридного ускоренного космологического кода, необходимого для запуска симуляции ExaSky.
Но благодаря модернизации, сделавшей Frontier самым быстрым суперкомпьютером в мире на тот момент, команда смогла увеличить размер своей симуляции для моделирования расширения Вселенной.