Астрофизики из
университета Цюриха с помощью суперкомпьютера построили самую крупную модель
образования Вселенной, которая поможет изучить распределение темной материи в
космосе.
Гигантская симуляция, представляющая собой виртуальный
каталог из 25 миллиардов галактик (mock galaxy catalogue), поможет изучить
распределение темной материи в космосе, а также подготовиться к миссии
телескопа «Евклид», пишет N+1
со ссылкой Computational Astrophysics and Cosmology.
Миссия «Евклид» под эгидой Европейского космического
агентства направлена на исследование природы темной материи и темной энергии.
Одноименный космический аппарат, запуск которого намечен на 2020-е годы,
измерит красное смещение галактик вплоть до z=2, что фактически позволит ученым
заглянуть на 10 миллиардов лет назад. Определение связи между формами галактик
и их красным смещением даст представление о том, какой вклад вносит темная
энергия в ускорение расширения Вселенной.
В симуляции собрано два триллиона частиц, представляющих
собой скопления темной материи. Она проводилась на суперкомпьютере Piz Daint,
занимающем восьмое место в списке самых мощных суперкомпьютеров в мире. Модель
стала результатом трехлетней работы над программным кода PKDGRAV3, который описывает
динамику темной материи и образование крупномасштабных структур Вселенной, включая
войды и галактические нити.
Эволюция начинается с момента, когда возраст Вселенной
составлял всего 49 миллионов лет (z=49) и заканчивается в наши дни (z=0).
Сначала она была однородна, однако со временем собственная гравитация частиц
приводила к образованию темных гало. Согласно современным космологическим
представлениям, последние играют важную роль в формировании галактик, являясь
«узлами», притягивающими барионную материю.
Астрономы используют симуляции, для того объяснить
несоответствия между теоретическими или наблюдательными данными, а также чтобы
лучше понять, как устроена наша Вселенная. Благодаря им ученым удалось
объяснить недостаток карликовых галактик в Местной группе, а также открыть еще
один тип планетарных объектов.
Кроме того, моделирование помогло понять причины смены
направления магнитных полюсов Земли, а также найти кандидата в экзотические
черные дыры. Подробнее о космологических симуляциях можно прочитать в нашем
материале.
