Суперкомпьютер смоделировал Вселенную с 13,4 трлн частиц темной материи

Предполагаемые следы ранних процессов очень слабы, и их легко спутать со случайными различиями в распределении материи. Поэтому ученым нужна модель, которая охватывает огромную область Вселенной и одновременно достаточно подробно показывает, как материя собирается под действием гравитации.

Для расчетов использовали программу HACC, разработанную в Аргоннской лаборатории. Она позволяет запускать космологические симуляции на разных суперкомпьютерах. В этот раз исследователи учитывали только гравитацию, не моделируя газ, звезды и другие процессы. Благодаря этому они смогли охватить больший объем пространства и использовать триллионы частиц.

Обе симуляции описывают одну и ту же космологическую модель, но отличаются исходным распределением небольших колебаний плотности. Сравнение результатов позволяет отделить общие закономерности от случайных эффектов. При этом исследователи скрыли силу специально заложенного сигнала, чтобы проверить методы анализа, не зная заранее правильного результата.

Как симуляции помогут изучать космос

Компьютерные модели позволят ученым заранее проверить методы анализа будущих наблюдений и понять, какие ошибки могут исказить результаты. Затем эти методы применят к данным крупных астрономических проектов, включая DESI — обзор распределения галактик для изучения темной энергии — и космический телескоп НАСА SPHEREx, который исследует Вселенную в инфракрасном диапазоне.

Сравнивая реальные наблюдения с результатами симуляций, ученые смогут точнее проверять теории о развитии Вселенной. Вычислительные ресурсы для проекта предоставило Министерство энергетики США в рамках программы поддержки масштабных научных расчетов INCITE.

Китай объединил суперкомпьютеры и ИИ для моделирования эволюции Вселенной

Суперкомпьютер раскрыл тайну Маленьких красных точек ранней Вселенной

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX