Астрофизики создали самую реалистичную симуляцию Вселенной

Автор: Леонид Гляделов . Опубликовано в категории: АСТРОФИЗИКА

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [2 Голоса (ов)]

Реалистичная симуляция вселенной

Новости астрофизики:
Астрофизики получили новое представление о формировании и эволюции галактик. Они подсчитали, как черные дыры влияют на распределение темной материи, как тяжелые элементы создаются и распространяются по всему космосу, и откуда возникают магнитные поля. Это стало возможным благодаря разработке и программированию новой имитационной модели для вселенной, которая создала самые обширные симуляции такого рода на сегодняшний день.

Подробнее:

Каждая галактика имеет в своем центре сверхмассивную черную дыру. Новая компьютерная модель теперь показывает, как эти гравитационные монстры влияют на крупномасштабную структуру нашей Вселенной. В состав исследовательской группы входят ученые из Гейдельбергского института теоретических исследований (HITS), Гейдельбергского университета, Макс-Планка - институты астрономии (MPIA, Гейдельберг) и для астрофизики (MPA, Garching), университеты США, Гарвард и Массачусетский технологический институт (MIT), а также Центр вычислительной астрофизики в Нью-Йорке. Проект «Illustris - следующее поколение» (IllustrisTNG) является наиболее полным симулятором такого рода на сегодняшний день. Основываясь на основных законах физики, симуляция показывает, как наш космос развился со времен Большого взрыва. Добавляя к предшественнику проект Illustris, IllustrisTNG включает в себя некоторые физические процессы, которые в первый раз играют важную роль в этой эволюции в такой обширной симуляции. Первые результаты проекта IllustrisTNG теперь опубликованы в трех статьях в журналеЕжемесячные уведомления Королевского астрономического общества . Эти выводы должны помочь ответить на фундаментальные вопросы космологии.


СМОТРЕТЬ ВИДЕО:

Реалистичная вселенная из компьютера

В своих точках пересечения космическая сеть газа и темной материи, предсказанная IllustrisTNG (симулятор), содержит галактики, очень похожие на форму и размер реальных галактик. Впервые гидродинамическое моделирование могло непосредственно вычислить подробную картину кластеризации галактик в космосе. Сравнение с наблюдаемыми данными, включая новейшие крупные опросы, демонстрирует высокую степень реализма IllustrisTNG. Кроме того, моделирование предсказывает, как космическое полотно изменяется со временем, в частности, в отношении лежащей в основе космоса темной материи.
«Удивительно, что мы можем точно предсказать влияние сверхмассивных черных дыр на распределение вещества в больших масштабах», - говорит главный исследователь проф. Фолькер Спрингел (HITS, MPA, Heidelberg University). "

Важнейшая трансформация в жизненном цикле галактик

В другом исследовании д-р Дилан Нельсон (MPA) смог продемонстрировать важное влияние черных дыр на галактики. Звездообразующие галактики ярко сияют в синем свете своих молодых звезд, пока внезапный эволюционный сдвиг не закончит звездообразование, так что в галактике доминируют старые красные звезды и соединяются с кладбищем, полным «красных и мертвых» галактик. «Единственным физическим объектом, способным тушить звездообразование в наших больших эллиптических галактиках, являются сверхмассивные черные дыры в их центрах», - объясняет Нельсон. «Сверхбыстрые оттоки этих гравитационных ловушек достигают скорости до 10 процентов скорости света и влияют на гигантские звездные системы, которые в миллиарды раз больше, чем сравнительно маленькая черная дыра».

Где звезды сверкают: новые находки для структур галактик

IllustrisTNG также помогает исследователями понять иерархические структуры галактик. Теоретики утверждают, что сначала должны образовываться маленькие галактики, а затем сливаться во все более крупные объекты, управляемые неустанным тяготением силы тяжести. Многочисленные столкновения галактик буквально раздирают некоторые галактики и разбрасывают их звезды на широкие орбиты вокруг вновь созданных больших галактик, что должно дать им слабое фоновое свечение звездного света. Эти предсказанные бледные звездные ореолы очень трудно наблюдать из-за их низкой поверхностной яркости, но IllustrisTNG смоделировал точно то, что астрономы должны искать в своих данных.
«Наши прогнозы теперь могут систематически проверяться наблюдателями», - отмечает доктор Анналиса Пиллепич (MPIA)."

Астрофизика со специальным кодом и суперкомпьютером

Для проекта исследователи разработали особенно мощную версию своего высокопараллельного движущегося сетчатого кода AREPO и использовали его на машине Hazel Hen в высокопроизводительном вычислительном центре Stuttgart, самом быстром мэйнфреймовом компьютере в Германии, который в настоящее время занимает девятнадцатое место в Top500. IllustrisTNG - крупнейший проект гидродинамического моделирования на сегодняшний день для возникновения космических структур. Чтобы вычислить одну из двух основных симуляций, более 24 000 процессоров использовались в течение более двух месяцев, чтобы следить за образованием миллионов галактик во Вселенной за почти миллиард световых лет. «Благодаря вычислительному времени, полученному в немецком Центре суперкомпьютеров Гаусса, мы смогли переопределить современное состояние в этой области», - объясняет Фолькер Спрингель.


НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:

2018-02-02 19:01:50 Новости астрофизики: Астрофизики получили новое представление о формировании и эволюции галактик. Они подсчитали, как черные дыры влияют на распределение темной материи, как тяжелые элементы создаются и распространяются по всему космосу, и откуда возникают магнитные поля. Это стало возможным благодаря разработке и программированию новой имитационной модели для вселенной, которая создала самые обширные симуляции такого рода на сегодняшний день.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Физики из МФТИ смоделировали марсианскую зиму

Рисунок 1. Бимодальное распределение концентрации частиц в зависимости от их размера: пик при радиусе порядка 0,025 микрометра более отчетливый, пик при радиусе около 0,4 микрометра выражен слабее. Изображение: Дмитрий Шапошников и др.,

Новости космоса:
Группа ученых из МФТИ совместно с немецкими и японскими коллегами численно смоделировала распределение водяного пара и льда в атмосфере Марса в течение года.

При расчетах исследователи предположили, что, помимо относительно крупных частиц атмосферной пыли, на которых происходит конденсация пара, необходимо включить в рассмотрение более мелкие, незаметные для приборов частицы. Это позволило получить точную картину, которая лучше согласуется с результатами прямых измерений с орбитальных зондов. Статья опубликована в Journal of Geophysical Research: Planets.

Подробнее...

Новости науки: Миссия НАСА TESS предоставит данные для изучения экзопланет на долгие годы.

Космический телескоп TESS для поиска экзопланет в ближайшем окружении звезд. Рисунок.

В поиске планет за пределами нашей Солнечной системы в основном участвуют очень далекие, слабые звезды.

Космический телескоп NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) напротив, будет смотреть на самые яркие звезды в окрестностях Солнца.

Подробнее...

Эта звезда обманывает смерть, снова и снова

Взрыв был похож на обычную сверхнову, показанную на иллюстрации этого художника, подобное может быть результатом того, что одна звезда взрывается как минимум три раза, каждый раз выдувая расширяющиеся оболочки газа.

Эта взрывоопасная звезда, названная iPTF14hls, непрерывно разрасталась в течение последних трех лет, и в прошлом она могла иметь две другие вспышки, сообщили астрономы в Nature 9 ноября.

Такая неутомимая сверхновая может быть первым примером предполагаемого взрыва, который включает в себя сжигание антивещества в звездном ядре - или это может быть нечто совершенно новое.

Подробнее...