создайте профиль
Модель Вселенной воссоздает эволюцию космоса
Успешное моделирование говорит в пользу стандартной модели космологии.
Могут ли современные космологические теории объяснить развитие Вселенной? Один из способов это узнать – загрузить все наши знания о ранней Вселенной и формировании галактик в суперкомпьютер и посмотреть, что получится.
Именно это и сделали исследователи во время моделирования, представленного Nature. Оказалось, что получившийся космос очень похож на наш собственный. Результаты не только подтверждают стандартную модель космологии, но и помогают физикам найти ошибки в моделях формирования галактик.
Марк Фогельсбергер (Mark Vogelsberger), физик Массачусетского технологического института в Кембридже, и его коллеги создали модель Вселенной, рассказывающую об эволюции видимой и темной материй спустя каких-то 12 млн лет после Большого взрыва (см. видео).
При этом она достаточно подробна для демонстрации мелкомасштабных структур, например, галактик. Она также точно воссоздает масштабное распределение галактических скоплений и нейтронного газа во Вселенной, а также водорода и тяжелых элементов, содержащихся в галактиках.
Большое скопление галактик, сформированное в центре модели Вселенной, и плотный ореол темной материи.Фогельсбергер говорит, что успех симуляции во многом зависит от улучшенных алгоритмов и большого количества физических вычислений, среди которых формирование супермассивных черных дыр и их влияние на окружающую среду. Модель под названием Illustris требует от компьютера чрезвычайно большой мощности. Работа на обыкновенном компьютере заняла бы почти 2 000 лет, добавляет он. Даже при работе на более 8 000 процессорах, моделирование заняло несколько месяцев.
Стандартный успех
Предыдущие модели боролись за правильность основных свойств галактик, говорит Крис Брук (Chris Brook), астрофизик из Автономного университета Мадрида, он изучает формирование галактик с помощью имитационного моделирования. Было непонятно, вызваны ли ошибки проблемами с моделированием формирования галактик или связаны со стандартной моделью космологии Большого взрыва, где 4% Вселенной составляет обычная материя, 23% темная материя и 73% темная энергия.
Только в последние годы стало возможно использовать эту модель для симуляции галактик, которые подходят под ряд свойств. Так, модель Фогельсбергера и его коллег представляет различные типы галактик, встречающиеся во Вселенной, и ставит стандартную модель на более твердую почву, говорит Брук. С этого момента подобные симуляции станут более полезными для предсказания и интерпретации наблюдаемых результатов.
Хотя модель хорошо согласуется с наблюдениями за Вселенной, в ней есть аномалии. Например, она показывает, что небольшие галактики образовались слишком рано.
Марк Фогельсбергер (Mark Vogelsberger)физик, Массачусетский технологический институт
