4 miesiące temu

Naukowcy stworzyli największy wirtualny wszechświat wewnątrz superkomputera

Poza badaniami na temat tego, co możemy zaobserwować dziś, naukowcy prowadzą również symulacje, które pozwalają im zrozumieć przyszłość i przeszłość wszechświata. Niedawno udało im się wygenerować największy kosmos w historii stworzony przez komputer.

Wielki superkomputer posłużył do wymodelowania około 25 miliardów wirtualnych galaktyk przy pomocy obliczeń złożonych z 2 bilionów cyfrowych cząsteczek i przechowuje niewyobrażalne ilości danych.

Symulacja stworzona przez astrofizyków z Uniwersytetu w Zurychu w Szwajcarii posłuży do kalibracji eksperymentów na pokładzie satelity Euclid, który zostanie wystrzelony w 2020. Jego zadaniem będzie badanie ciemnej materii i energii.

“Natura ciemnej energii to jedna z największych tajemnic we współczesnej nauce” wyjaśnia Romain Teyssier, członek zespołu.

Euclid nie będzie mógł bezpośrednio zaobserwować ciemnej materii, ponieważ jest to bardzo trudne. Zbada jednak jej wpływ na resztę wszechświata. Obliczenia z naszego wirtualnego modelu pomogą satelicie ustalić, czego powinien wypatrywać.

„Im dokładniejsze będą te przewidywania, tym skuteczniejsze okażą się badania na wysoką skalę w celu rozwiązania tajemnic ciemnego wszechświata” piszą badacze.

Część symulacji. Ciemna materia widnieje jako żółte plamy.

Aby osiągnąć jak największą dokładność symulacji, naukowcy przez 3 lata opracowywali nowy rodzaj kodu o nazwie PKDGRAV3, który został specjalne zaprojektowany, aby działać płynnie na najnowszych superkomputerach.

Dzięki ostrożnej optymalizacji algorytmów, służących do symulacji wszechświata, zespół mógł przyspieszyć tworzenie 13,8 miliarda lat historii od wielkiego wybuchu.

Podczas testów na komputerze Piz Daint w szwajcarskim Narodowym Centrum Superkopmuterów program utworzył symulację w rekordowym czasie 80 godzin.

Jego obliczenia analizują ewolucję płynnej ciemnej materii pod wpływem jej grawitacji. W wyniku tego zjawiska powstają aureole – małe koncentracje materii, które zdaniem astronomów otaczają galaktyki.

Gdy Euclid rozpocznie swoją podróż w kolejnej dekadzie, zarejestruje światło miliardów galaktyk, ale będzie poszukiwać głównie delikatnych zmian w tym świetle spowodowanych przez ciemną materię.

Na podstawie obserwacji sposobu, w jaki przyspieszył rozwój wszechświata, naukowcy szacują, że jego 95% składa się z ciemnej materii i energii.

Gdy już trafi na orbitę, Euclid przyjrzy się wszystkiemu jeszcze raz, a kod nowej symulacji ze Szwajcarii pomoże mu zrozumieć zebrane dane.

Nowości technologiczne w astronomii i analizowania zebranych danych wydają się przybliżać poszukiwania ciemnej materii do końca.

“Euclid wykona mapę tomograficzną wszechświata, śledząc około 10 miliardów lat jego ewolucji” mówi Joachim Stadel, członek zespołu.

 

Źródło: Science Alert