Модель TNG50: компьютерную симуляцию трудно отличить от реальной Вселенной. Видео
Как формируются самые большие структуры во Вселенной? Увидеть этот процесс, тем более в деталях, невозможно. И на помощь астрономам приходят суперкомпьютеры и программы моделирования. Последнее достижение в этой области - код TNG50 - усовершенствование знаменитой программы моделирования Illustris, самой детальной программы компьютерной симуляции Вселенной..
В этой версии программы при моделировании принимаются во внимание гравитация и гидродинамика, излучение и магнитные поля, взаимодействие диффузного газа и темой материи. Все физические компоненты и процессы моделируются с момента 300 000 лет после Большого взрыва, и до наших дней, т. е., охватывающих более 13 миллиардов лет космической эволюции. В моделируемом объеме содержатся десятки тысяч галактик в широком диапазоне масс. Результаты моделирования хорошо согласуются картиной наблюдаемой в реальной Вселенной.
Одна из реализаций программы работала на 8192 вычислительных ядрах. На моделирование Вселенной потребовалось 19 миллионов процессорных часов (т. е, один процессор для выполнения всего объема расчетов работал бы 19 миллионов часов или около 2000 лет).
В первой части видеофильма показана эволюция космического газа (в основном водорода) и формирование галактик и скоплений галактик от ранней Вселенной до настоящего времени. Цветом закодирована скорость движения газа: быстро движущийся газ показан более ярким цветом. Газ падает в гравитационные ямы, формируются галактики, которые вращаются, сталкиваются, сливаются. В центрах галактик образуются черные дыры, которые выбрасывают мощные потоки газа с релятивистскими скоростями. Потоки газа от черных дыр в модели TNG50 оказались неожиданно сложными, их детали сравниваются с наблюдаемыми в реальной Вселенной. Похожие струи газа - джеты - астрономы давно обнаружили у далеких галактик и квазаров.
Во второй части видео показано движение звезд и формирование скопления галактик. Исследования процессов в ранней Вселенной позволяет человечеству лучше понять, как сформировались наши Земля, Солнце и Солнечная система.
