天文学者は宇宙の最大のシミュレーションを作成しました

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ビデオ: 天文学者たちは見た!貪るように恒星を吸い込むブラックホール! 2022, 12月
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Anonim
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「コズミックウェブ」:黄色でマークされたダークハローは、暗黒物質の糸でつながっています

チューリッヒ大学の科学者たちは、スーパーコンピューター上で私たちの宇宙の形成の最大のモデルを構築しました。 250億個の銀河の仮想カタログ(模擬銀河カタログ)である巨大なシミュレーションは、宇宙での暗黒物質の分布を研究するのに役立つだけでなく、ユークリッド望遠鏡の任務の準備にもなります。この作品は、ジャーナルComputational Astrophysics andCosmologyに掲載されました。

欧州宇宙機関の後援によるユークリッドミッションは、暗黒物質と暗黒エネルギーの性質を調査することを目的としています。 2020年代に打ち上げられる予定の同名の宇宙船は、銀河の赤方偏移をz = 2まで測定します。これにより、科学者は実際に100億年前を見ることができます。銀河の形とそれらの赤方偏移の間の関係を決定することは、暗黒エネルギーが宇宙の膨張の加速にどのような貢献をするかについての考えを与えるでしょう。

新しい作品の作者は、宇宙の最大のモデルを構築しました。これは、将来、観測プロセスを最適化し、「ユークリッド」のエラーを最小限に抑えるのに役立ちます。 N体シミュレーションでは、2兆個の粒子が収集されます。これらは、109個の太陽質量を持つ暗黒物質のクラスターです。このモデルは、PKDGRAV3プログラムコードの作成と改善に関する3年間の作業の結果であり、暗黒物質のダイナミクスと、ボイドや銀河フィラメントを含む宇宙の大規模構造の形成を非常に正確に記述しています。シミュレーション世界で最も強力なスーパーコンピューターのリストで8位にランクされているPizDaintスーパーコンピューターで実行されました。 PKDGRAV3コードはそのようなマシン用に特別に設計されているため、プロセスには80時間しかかかりませんでした。

進化は宇宙がたった4900万年前(z = 49)に始まり、今日(z = 0)に終わります。最初は均一でしたが、時間の経過とともに、粒子自体の重力によってダークハローが形成されました。現代の宇宙論の概念によれば、後者は銀河の形成に重要な役割を果たし、バリオン物質を引き付ける「ノード」です。

モデルから250億の仮想銀河のカタログが抽出されました。天体物理学者のシミュレーションは、天の川の0.1質量を超えない質量の銀河をなんとか取得できたという点で注目に値します。これは、ユークリッドミッションの要件の1つでした。 「初めて、シミュレーションはいくつかの効果を理解したり予測したりするためだけでなく、将来の空の調査から基本的な物理的パラメータを抽出するためにも使用されます」と、作品の著者の1人はコメントします。

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