Помимо изучения того, что мы можем наблюдать сегодня, ученые также проводят моделирование, которое позволяет им понять будущее и прошлое Вселенной. Недавно им удалось сгенерировать самый большой космос, когда-либо созданный компьютером.
Огромный суперкомпьютер использовался для моделирования около 25 миллиардов виртуальных галактик с помощью вычислений, состоящих из 2 триллионов цифровых частиц и хранящих невообразимые объемы данных.
Моделирование, созданное астрофизиками из Цюрихского университета в Швейцарии, будет использовано для калибровки экспериментов на борту спутника "Евклид", который будет запущен в 2020 году. Его задачей будет изучение темной материи и энергии.
"Природа темной энергии — одна из самых больших загадок современной науки, — объясняет Ромен Тейсье, член команды.
Euclid не сможет наблюдать темную материю напрямую, потому что сделать это очень сложно. Однако он будет изучать ее влияние на остальную часть Вселенной. Расчеты нашей виртуальной модели помогут спутнику определить, что именно он должен искать.
"Чем точнее будут эти предсказания, тем эффективнее окажутся крупномасштабные исследования в раскрытии тайн темной Вселенной", — пишут исследователи.
Часть симуляции. Темная материя проявляется в виде желтых пятен.
Чтобы сделать моделирование как можно более точным, ученые потратили три года на разработку нового типа кода под названием PKDGRAV3, который был специально разработан для бесперебойной работы на новейших суперкомпьютерах.
Тщательно оптимизируя алгоритмы, используемые для моделирования Вселенной, команда смогла ускорить создание 13,8 миллиарда лет истории с момента Большого взрыва.
В ходе испытаний на компьютере Piz Daint в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре программа создала симуляцию за рекордное время — 80 часов.
Его расчеты анализируют эволюцию жидкой темной материи под воздействием ее гравитации. Это явление приводит к появлению гало — небольших скоплений материи, которые, по мнению астрономов, окружают галактики.
Когда "Эвклид" начнет свое путешествие в следующем десятилетии, он будет регистрировать свет миллиардов галактик, но в основном будет искать тонкие изменения в этом свете, вызванные темной материей.
Основываясь на наблюдениях за тем, как ускоряется Вселенная, ученые предполагают, что на 95% она состоит из темной материи и энергии.
После выхода на орбиту "Евклид" еще раз взглянет на все вокруг, и код нового симулятора из Швейцарии поможет ему разобраться в собранных данных".
Технологические инновации в астрономии и анализ собранных данных, похоже, приближают поиск темной материи на шаг к завершению.
"Евклид" составит томографическую карту Вселенной, проследив около 10 миллиардов лет ее эволюции", — говорит Йоахим Штадель, член команды.
Источник: Science Alert
