Физики разработали крупнейшую модель Вселенной, размеры которой трудно вообразить. Смотрите видео!

Физики использовали самый мощный суперкомпьютер в мире для создания самой обширной компьютерной астрофизической модели Вселенной, когда-либо разработанной. Эта модель предоставляет новую основу для симуляции физики как обычной, так и темной материи, сообщает ScienceAlert.

В проекте ExaSky ученые применили 9000 вычислительных узлов суперкомпьютера Frontier в Национальной лаборатории Оук-Ридж (США) для разработки самой масштабной модели расширяющейся Вселенной и продемонстрировали её часть объемом свыше 300 тысяч кубических мегапарсеков.

По мнению исследователей, Вселенная состоит из обычной материи, из которой образованы люди, планеты, звезды и галактики, а также из невидимой темной материи, которая взаимодействует с обычной материей исключительно через гравитацию.

Таким образом, для понимания процессов, происходящих во Вселенной, необходимо создать комплексную модель, охватывающую как обычную, так и темную материю, учитывающую гравитацию и все остальные известные физические явления, включая горячий межзвездный газ, а также формирование звезд, черных дыр и галактик. Это называется моделированием космологической гидродинамики. Такое моделирование требует значительных вычислительных мощностей и является более сложным, чем моделирование расширяющейся Вселенной, которое учитывает только гравитационные эффекты. Тем не менее, физикам удалось создать крупнейшую астрофизическую модель Вселенной, когда-либо существовавшую.

Когда ученые исследуют Вселенную, они анализируют не только огромные расстояния в пространстве, но и возвращаются назад во времени. Свет от самых удаленных галактик и других астрономических объектов преодолевает расстояния в миллиарды световых лет. Один световой год — это расстояние, которое свет проходит за один земной год, составляющее примерно 9,7 трлн км. Таким образом, ученые наблюдают далекие объекты такими, какими они были миллиарды лет назад.

Однако собрать полную картину эволюции Вселенной, возникшей 13,8 млрд лет назад, за всю её историю крайне сложно. Особенно учитывая, что Вселенная не статична, а постоянно расширяется. Считается, что сейчас самые удаленные объекты во Вселенной находятся на расстоянии более 45 млрд световых лет от нас.

Для понимания изменений, происходивших в Вселенной на протяжении всей её истории, и того, как они могут происходить в настоящее время, когда она продолжает расширяться, используется моделирование эволюции космоса. Новая модель ExaSky значительно улучшает понимание физики Вселенной на огромных масштабах, так как ученые могут замедлять, ускорять и даже отматывать время назад, чтобы увидеть, что происходит с Вселенной в различные исторические моменты.

Для создания самой крупной модели Вселенной учёные применили код HACC, который был разработан 15 лет назад. Ученым пришлось усовершенствовать его для создания модели ExaSky.

В результате самый быстрый суперкомпьютер в мире помог создать потрясающую единую картину эволюции в масштабах. Физики представили видео части модели Вселенной, демонстрирующее пространство размером 64 на 64 на 76 мегапарсеков, или 311 296 кубических мегапарсеков. (Один мегапарсек равен 3 261 563 световых лет). Этот объем составляет всего 0,001% от общего объема модели Вселенной.