211service.com
Atklāta visu laiku lielākā Visuma simulācija
1970. gadā Džims Pībls Prinstonas Universitātē veica revolucionāru eksperimentu. Viņš izmantoja jauno skaitļošanas tehnoloģiju, lai simulētu galaktiku kopas uzvedību gravitācijas spēka ietekmē.
Šī simulācija pēc mūsdienu standartiem bija niecīga: tajā bija tikai 300 “daļiņas”. Bet tas parādīja, ka datoru modeļi var sniegt svarīgu ieskatu struktūru veidošanā plašā mērogā. Ir godīgi teikt, ka šī un citas agrīnās simulācijas radīja apvērsumu kosmoloģijā.
Šodien Juhans Kims no Korejas Padziļināto studiju institūta Seulā un daži draugi parāda, cik tālu šī tehnika ir tikusi. Šie puiši ir veikuši visu laiku lielāko Visuma simulāciju, kas sastāv no 374 miljardiem daļiņu kastē aptuveni 10 gigaparseku šķērsām. Tas ir aptuveni vienāds ar aptuveni divām trešdaļām no novērojamā Visuma lieluma.
Tas prasīja aptuveni 20 dienu skaitļošanas laika Tachyonii superdatorā Korejā, kas ir 26. ātrākais pasaulē pēdējā reitingu komplektā.
Turpretim 2005. gada tūkstošgades simulācija, kas bija tā laika lielākā kosmoloģiskā simulācija, sastāvēja no 10 miljardiem daļiņu 500 megaparseku kastē. Jaunā simulācija ar nosaukumu Horizon Run 3 ir par 8800 reižu lielāka.
Simulācijas mērķis ir reproducēt visu Visuma evolūciju, kas lielākoties sastāv no aukstas tumšās matērijas, lai noskaidrotu, vai tas rada tādas pašas struktūras, kādas mēs redzam mūsējā – no galaktikas struktūrām līdz galaktikas kopām, galaktikas superkopām un ne tikai.
Jaunākās teorijas paredz, ka mūsu Visumam vajadzētu būt struktūrām vislielākajā mērogā, ko sauc par akustiskām barionu svārstībām. Tie būtībā ir viļņu pārpalikumi plazmā, kas pastāvēja ļoti agrīnā Visumā un sastinga vietā, kad tie atdziest.
Skaidrs, ka šos objektus ir iespējams modelēt tikai simulācijās, kas aptver lielu daļu no Visuma.
Ir jābūt arī struktūrām, kas ir galaktiku priekšteči. Tie izveidojās, kad tumšā matērija veidojās halojos, kas pēc tam piesaistīja redzamo vielu, kas tālāk veidoja galaktikas, kuras mēs redzam šodien.
Šīs struktūras ir pārāk vecas un tāpēc pārāk tālu, lai tās varētu redzēt. Bet vajadzētu būt iespējai tos simulēt modeļos, kas satur ievērojamu daļu no Visuma ar ļoti augstu izšķirtspēju. Līdz šim tas nav bijis iespējams, vismaz ne uzticami, jo zemas izšķirtspējas simulācijas var viegli kļūt nereālā veidā neobjektīvas. .
Tātad jaunā simulācija paver ceļu šo objektu detalizētai izpētei pirmo reizi. Faktiski astronomi ielūkojas šajās simulācijās tā, it kā viņi novērotu no virtuālās Zemes virtuālā Visuma centrā. Viņi skatās, vai simulācijas atveido visumu (vidēji), ko mēs redzam, un, ja jā, tad kādiem vajadzētu izskatīties attālākiem novērojumiem ar nākamās paaudzes teleskopiem.
Tas ir iespaidīgi. Taču skaidrs, ka Horizon Run 3 ir tikai viens solis notiekošajā sacensībā, lai radītu lielākas Visuma simulācijas ar lielāku izšķirtspēju. Un kādu dienu tas nākotnes kosmologiem izskatīsies tikpat primitīvs, kā šodien izskatās Pībla galaktiku kopu skrējiens.
Atsauce: arxiv.org/abs/1112.1754 : New Horizon Run kosmoloģiskās N-ķermeņa simulācijas