Суперкомпьютер смоделировал миллионы галактик
Как изучать формирование галактики, произошедшее в далеком прошлом? Как узнать, как образовалась сама окружающая нас Вселенная? Существует немало способов, и на ум сразу приходят огромные массивы телескопов как на Земле, так и в космосе. Однако Питер Бехрузи, доцент Обсерватории Стюарда Университета Аризоны, вместе с командой придумал другой метод: генерировать миллионы различных вселенных на суперкомпьютере.
Команда Бехрузи надеется, что изучение всех созданных моделей поможет рассчитать вероятность правдивости различных теорий образования галактик и всей Вселенной. Больше всего внимания ученые уделяют роли, которую таинственная темная материя играет в формировании галактик, а также тому, как галактики развиваются с течением времени и как они порождают звезды.
«На компьютере мы можем создать множество разных универсумов и сравнить их с существующим, что позволит нам определить, какие правила в итоге создали видимую нами Вселенную», пояснил Бехрузи, ведущий автор исследования, в заявлении для прессы.
Виртуальные вселенные, каждая из которых обозначена условным термином Ex Machina, заткнут за пояс любую видеоигру с открытым миром. Они содержат 12 миллионов галактик, которые родились уже спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва и развиваются по сей день. «Стоит нам отмотать время назад, и мы обнаружим, что плотность темной материи во Вселенной была выше, а значит газы будут становиться все горячtе. Это условие не подходит для звездообразования, а потому мы были уверены, что в ранней вселенной многие галактики давным-давно должны были перестать формировать новые светила. Однако модели показали ровно обратное: галактики такого размера не только активно порождают звезды, но и делают это интенсивнее своих сородичей», рассказывают исследователи.
Вычислительная мощность проекта поражает воображение. «Все компьютеры на Земле вместе не могли бы осуществить все расчеты даже за сто лет. Поэтому, чтобы просто смоделировать хотя бы одну галактику, не говоря уже о 12 миллионах, мы должны были найти альтернативный путь», говорит Бехрузи. Это потребовало международного сотрудничества с крупными научными центрами, от исследовательского центра НАМС в Эймсе до Leibniz-Rechenzentrum в Гархинге, Германия.
«Мы взяли последние 20 лет астрономических наблюдений и сравнили их с миллионами фиктивных вселенных, которые создали», объясняют авторы. «Мы собрали вместе тысячи фрагментов информации, чтобы увидеть, какие из них совпадают. Только так, методичным подбором и сравнением различных показателей, мы можем в конечном итоге получить достоверную картину развития мироздания».