Международная команда астрофизиков воссоздала первые два миллиарда лет эволюции космоса с беспрецедентной точностью на одной из самых мощных вычислительных машин в мире. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на пресс-службу MIT.
Международная группа исследователей запустила масштабное компьютерное моделирование под названием Lumina. Модель преодолела прошлые ограничения и охватила кубический регион размером около 1,6 млрд км.
Программа одновременно отслеживает поведение обычной и темной материи, а также космическое излучение. При этом мощности хватает для детального отображения отдельных галактик и звездных питомников.
Для реализации этого проекта ученые задействовали суперкомпьютер Frontier в Окриджской национальной лаборатории в США. Специалисты запустили расчеты на базе более 15 тыс. видеокарт и 100 тыс. процессорных ядер.
Моделирование стартует через 45 млн лет после Большого взрыва в эпоху космических темных веков. Виртуальный мир показывает, как гравитация постепенно стягивает мелкие колебания материи в плотные сгустки.
Из этих областей впоследствии рождаются первые поколения звездных скоплений и галактик. Виртуальная Вселенная в деталях воспроизводит цепную реакцию после зажигания первых звезд.
Программа детально показывает масштабную волну реионизации водорода в космосе. В этот период ультрафиолетовое излучение ранних звезд выбивало электроны из нейтральных атомов водорода.
Разработчики Lumina пошли дальше прошлых проектов и первыми добавили в расчеты реионизацию гелия. Эту трансформацию запускало мощное излучение сверхмассивных черных дыр в период поглощения вещества.
Одновременное моделирование доказало разделение ключевых ролей в раннем космосе. Первые звезды управляли ионизацией водорода, а черные дыры полностью определяли перестройку гелия.
Сейчас авторы открыли доступ к Lumina для всего мирового научного сообщества. Модель станет важным инструментом для проверки теоретических гипотез с помощью космических телескопов.
Современные обсерватории вроде «Джеймса Уэбба» регулярно присылают снимки древних объектов из глубокого прошлого. Компьютерная модель связывает эти изолированные наблюдения в единую физическую историю.
Обложка: симуляция Lumina в четырёх этапах: скорости частиц и тёмной материи в начале, газ при реионизации гелия, области, ионизированные чёрными дырами (синий), и реионизация водорода — яркие ионизированные пузыри и тёмные нейтральные зоны. Авторство: Коллаборация Lumina.
