Вчені згенерували віртуальний всесвіт. І її можна завантажити

Астрономія, будучи наукою, що вивчає всесвіт, здатна вразити уяву. А поки ви в цьому, можливо, сумніваєтеся, наша планета обертається навколо своєї осі і несе нас крізь космос зі швидкістю майже 1700 км/год щодо когось на екваторі. Наша галактика чумацький шлях, в свою чергу, разом з сусідньою галактикою андромеди і декількома іншими галактиками об’єднані в так звану місцеву групу, кожна галактика в якій рухається в загальному гравітаційному полі. Але за межами місцевої групи лежить далекий і нескінченний космос. Так, на відстані 22 мільйони світлових років можна виявити галактику ngc 3621, яка розташувалася в південному сузір’ї гідра. І чим далі ми будемо віддалятися від будинку, тим більше галактик ми побачимо. Навряд чи людська уява здатна впоратися зі сприйняттям нескінченної всесвіту, на просторах якої твориться бог звістка що. І все ж, у нас є інструменти, що дозволяє хоч якось вирішити цю уявну проблему. Нещодавно міжнародна команда дослідників створила найбільшу і реалістичну віртуальну всесвіт на сьогоднішній день під назвою учуу (що по-японськи означає”космічний простір”). І так, її можна завантажити.

Дослідники створили цілу віртуальну всесвіт, і її можна завантажити

Комп’ютери в астрономії

Сьогодні дослідження в області астрономії і астрофізики не обходяться без найпотужніших комп’ютерів. Вони допомагають вченим у спостереженнях і обробці даних, складанні каталогів і роботі з документами. Роботизовані телескопи і радіотелескопи дозволяють астрономам відстежувати рух тисяч зірок. А використання чисельних методів дозволяє домагатися по-справжньому дивовижних результатів при обробці даних.

Як пише астрофізик сергій попов, деякі сучасні астрономічні проекти відносяться до т. Зв. Big data science. робота інструменту багато в чому визначається можливістю роботи з отримуваною інформацією.

Астрономія-особлива наука. В ній експеримент замінюють спостереження. Тому особливої ролі набуває моделювання, – пише попов.

Для астрофізичного моделювання застосовуються найпотужніші суперкомп’ютери, тому що завдання, що стоять перед астрофізиками, дуже складні

Більш того, роботу сучасного астронома неможливо уявити без комп’ютера. З їх допомогою дослідники можуть управляти інструментами, а потім, застосовуючи потужні сучасні методи аналізу, обробляти отримані дані. Так що від телескопа до комп’ютера один крок .

Спроби згенерувати комп’ютерну модель всесвіту, яка розповідала б її еволюцію за більш ніж 13 мільярдів років (тобто з моменту великого вибуху) приймалися неодноразово. Так, ще в 2014 році в ході роботи, опублікованої в журналі nature, дослідники провели чисельне моделювання формування космічної структури, відтворивши як великомасштабні, так і дрібномасштабні особливості репрезентативного обсягу всесвіту з початку її історії до наших днів.

Робота відображає як великомасштабний розподіл баріонної матерії у всесвіті, так і зміну з плином часу його властивостей в конкретних галактичних системах. Нагадаємо, що баріонною матерією вчені називають матерію, що складається з баріонів (нейтронів, протонів) і електронів.

А врі на зображенні нижче можна побачити результат роботи дослідників з нью-йоркського інституту flatiron і массачусетського технологічного інституту (mit). Їм вдалося розробити і запрограмувати нову модель моделювання всесвіту, що отримала назву illustris: наступне покоління, або illustris tng .

Перед вами комп’ютерна модель всесвіту, яка може похвалитися небаченими раніше рівнями деталізації про сили, що діють у всесвіті.

До 2021 року ця модель була найбільш просунутою симуляцією всесвіту в своєму роді. Деталізація і масштаб моделювання дозволяють вивчати, як формуються, розвиваються і ростуть галактики в тандемі з їх активністю по зіркоутворенню.

Хочете завжди бути в курсі останніх новин зі світу науки і високих технологій? підписуйтесь на наш новинний канал в telegram щоб не пропустити нічого цікавого!

Коли ми спостерігаємо галактики за допомогою телескопа, ми можемо виміряти тільки певні величини, – пишуть дослідники він. За допомогою моделювання ми можемо відстежувати всі властивості всіх цих галактик. І не тільки те, як виглядає галактика зараз, але і всю історію її формування.

Відображення того, як розвиваються галактики в моделюванні, дає уявлення про те, якою могла бути наша власна галактика чумацький шлях, коли сформувалася земля, і як наша галактика може змінитися в майбутньому.

Uchuu – нова модель всесвіту

Нещодавно міжнародна команда дослідників з японії, іспанії, сша, аргентини, австралії, чилі, франції та італії опублікувала результати своєї по-справжньому проривної роботи. Тепер ви самі (при наявності вільного жорсткого диска) можете тримати одну з цих симуляцій в своєму комп’ютері. Симуляція, що отримала назву uchuu є найдетальнішою симуляцією всесвітом з коли-небудь створених.

Учуу містить 2,1 трильйона “частинок” в просторі діаметром 9,6 мільярда світлових років. Імітаційне моделювання демонструє еволюцію всесвіту протягом більше 13 мільярдів років, але не фокусується на утворенні зірок і планет, а замість цього розглядає поведінку темної матерії в розширюється всесвіту.

Як повідомляє портал science alert, моделювання було створено з використанням суперкомп’ютера aterui ii, який присвячений астрономічним проектам. Суперкомп’ютер, розташований в івате, японія, має максимальну продуктивність більше 3 пфлопс, але навіть при всій цій потужності знадобився цілий рік, щоб переглянути всі дані і створити симуляцію.

Симуляція учуу, найдетальніша симуляція всесвіту на сьогоднішній день. Моделювання: томоакі ісіяма; візуалізація: хіротака накаяма; проект 4d2u, naoj

Для виробництва uchuu ми використовували … Всі 40 200 процесорів (процесорних ядер), доступних виключно протягом 48 годин щомісяця, – сказав томоакі ісіяма, доцент університету тіба, який розробив код для проекту. Було витрачено двадцять мільйонів суперкомп’ютерних годин, і було згенеровано 3 петабайти даних, що еквівалентно 894 784 853 знімкам з 12-мегапіксельного мобільного телефону.

Моделювання розглядає ореоли темної матерії, які являють собою структури величезного масштабу, які могли б розповісти нам про формування галактик і ранньої всесвіту. Великомасштабний характер моделювання робить його цінним інструментом для вивчення того , як всесвіт розвивалася з плином часу , оскільки він показує дуже віддалені регіони, які представляють собою ранні етапи життя всесвіту.

“учуу схожий на машину часу”, – розповіла в інтерв’ю news18 джулія ереза, аспірант інституту астрофізики андалусії в іспанії, яка використовує учуу.

Відправитися в космічну подорож сьогодні можна не виходячи з дому.

«ми можемо рухатися вперед, назад і зупинятися в часі, ми можемо «збільшити» одну галактику або «зменшити» її, щоб візуалізувати ціле скупчення, ми можемо бачити, що насправді відбувається в кожен момент і в кожному місці всесвіту з її ранніх днів до теперішнього часу, що є важливим інструментом для вивчення космосу,» – зазначає ереза. Більш того, ніколи раніше у людства не було подібних інструментів.

Так що якщо ви хочете самостійно досліджувати нову віртуальну модель всесвіту, то вперед: команда зробила всю симуляцію доступною для безкоштовного скачування . Хоча змушені попередити-навіть в стислому вигляді симуляція займає 100 терабайт, тому вам знадобиться чимало вільного місця на жорсткому диску.

Щоб завантажити симуляцію і дізнатися більше про взаємодію з нею, ви можете перейти на веб-сайт uchuu simulation і пов’язану з ним сторінку на github. Група також планує випустити більше даних у майбутньому, включаючи каталоги віртуальних галактик та карти гравітаційного лінзування. Робота опублікована в журналі monthly notices of the royal astronomical society.

Учуу фокусується на великомасштабній структурі всесвіту: ореолах темної матерії, що контролюють не тільки формування галактик, а й долю всього всесвіту.

Розробники uchuu сподіваються, що модель допоможе астрономам навчитися інтерпретувати дослідження галактик з використанням big data, які очікуються в найближчі роки за допомогою таких об’єктів, як телескоп subaru і космічна місія єка euklede.

Нещодавно з’явивсяНовий тип астрономії називається “імітаційна астрономія”, яка використовує комп’ютери. Використовуючи обчислювальну потужність суперкомп’ютерів, ми тепер можемо чисельно вирішувати рівняння, які не можуть бути вирішені аналітично. Aterui ii прагне зобразити більш реалістичну всесвіт за допомогою моделювання, використовуючи її високу швидкість обчислень, – пишуть автори наукової роботи.

Ну що, ласкаво просимо в новий світ дивовижних астрономічних відкриттів і високих технологій. Будете встановлювати uchuu на свій комп’ютер? відповідь будемо чекати тут, а також в коментарях до цієї статті!