Космічний простір детально досліджується не так давно — з середини ХХ ст., коли з’явилися перші великі ракети. До того ж, суперництво США та СРСР на тлі «холодної війни» сприяло активному фінансуванню космічних досліджень в обох країнах. Тож  як для дрібних (у порівнянні з розмірами космосу) створінь ми знаємо про нього доволі багато. І у цей же час ми як Сократ — знаємо, «що нічого не знаємо». Особливо мало відомо нам про те, що відбувалося одразу після Великого Вибуху. Тому вчені у своїх дослідженнях часто спираються на комп’ютерне моделювання Всесвіту. Це допомагає краще зрозуміти як саме він утворився та розвивається. Але є проблема — це обмежені можливості обчислювальної техніки.

Наприклад, деталізоване моделювання охоплює не більше кількох галактик, що ускладнює статистичні висновки та не бере до уваги інші скупчення зірок. У масштабних моделюваннях навпаки — не вистачає деталей. Тому такі моделювання роблять або великомасштабними, або деталізованими. А як ми знаємо, диявол криється у деталях.

Іноді дрібні елементи можуть вказати на хибність усієї теорії чи концепції — саме тому вони важливі. 

TNG50 – найбільше моделювання історії Всесвіту

Команда вчених з Німеччини та США нещодавно завершила найбільш деталізоване великомасштабне моделювання під назвою TNG50. Ця ультрасучасна симуляція космосу допоможе краще розуміти процес його еволюції як у деталях, так і у великих масштабах.

Модель TNG50 була створений в рамках проєкту IllustrisTNG – серії астрофізичних моделювань, спираючись на які науковці вивчають процеси формування галактик і еволюцію Всесвіту. Тут використовують найсучасніші числові коди й найпотужніші комп’ютери світу. Для створення симуляції був залучений суперкомп’ютер Hazel Hen – він має 16 тис. обчислювальних ядер. Машина безперервно (!) виконувала розрахунки понад рік. 

Тобто, модель TNG50 є найдовшою і найбільш ресурсомісткою з усіх зроблених на цей момент. 

Виглядає вона як куб, який містить у собі понад 20 млрд частинок: зірки, темну матерію, космічний пил та газ, магнітні поля та надмасивні чорні діри. Такий рівень деталізації був доступний раніше тільки при дослідженнях окремих галактик. Об’єм кубу у 230 млн світлових років дозволяє спостерігати за еволюцією галактик впродовж 13,8 млрд років.

моделювання всесвіту

Процес еволюціонування Всесвіту від Великого вибуху (ліворуч) до сучасності (праворуч)

Галактичні фонтани

Наприклад, вчені «відмотали» час назад і помітили, що спіральні галактики (як-от Чумацький Шлях), утворилися з хаотичних хмар газу. TNG50 показує, що за останні 10 млрд років галактики стають все більш дископодібними, а інтенсивність їх хаотичної внутрішньої поведінки значно зменшилась. Коли галактики «стихали» з них витікали швидкісні вітри газу – це результат вибухів наднових  зірок та активності надмасивних чорних дір.

Пізніше, ці потоки хаотично випливали з галактик в різні боки й приймали форму конусів, основа яких відносно далеко від центру скупчення. Тому газ, під дією гравітації, спочатку сповільнюється, потім зупиняється і падає назад, але вже на околиці галактики (а не в центрі). Це нагадує принцип циркулювання води у фонтанах. Тому і назвали цей феномен «галактичним фонтаном». І утворюється таке собі замкнене коло: галактика формує фонтани, а фонтани у свою чергу формують галактику. Через це спіральні галактики тільки більшають.

Отже, дослідження TNG50 є першим у своєму роді й з нього ми вже дізналися багато нового. З часом, команда вчених поділиться даними моделі TNG50 з астрономами всього світу. Це дозволить дослідникам знайти інші космічні феномени.

Підтримайте Токар
50 грн.

10% середньостатистичної статті,
або ж пів дня роботи нашого сервера

Підтримати
Ось вона, нагода стати причетним до розвитку незалежних медіа!
Коменти