Цивилизация
NAOJ"
class="item-image"
loading="lazy">
Международная группа исследователей из Японии, Испании, США, Аргентины, Австралии, Чили, Франции и Италии с помощью самого мощного в мире суперкомпьютера ATERUI II для астрофизических симуляций создала самую масштабную и реалистичную модель Вселенной на сегодняшний день и сделала ее доступной для всех желающих. Статья об этом опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Свой проект ученые назвали Uchuu, что в переводе с японского означает «Вселенная». Инструкции и все необходимое для доступа выложены на странице проекта Uchuu Simulations. Uchuu состоит из 2,1 триллиона частиц, находящихся в виртуальном кубе со стороной 9,63 миллиарда световых лет — это примерно три четверти расстояния от Земли до самых далеких видимых нам галактик. Модель позволяет изучать эволюцию Вселенной на таких масштабах и в таких деталях, которые до сих пор были немыслимы.
Прежде всего Uchuu фокусируется на крупномасштабной структуре Вселенной: таинственных ореолах темной материи, которые не только определяют формирование галактик, но и судьбу всей Вселенной. Масштаб этих структур варьируется от самых больших сверхскоплений до самых маленьких карликовых галактик.
Отдельные звезды и планеты, впрочем, в Uchuu не представлены, так что найти там какие-нибудь инопланетные цивилизации не удастся.
Еще одно преимущество нового проекта по сравнению с другими виртуальными мирами — это временные масштабы: Uchuu моделирует поведение материи на протяжении почти всей 13,8-миллиардной эволюции Вселенной от Большого взрыва до наших дней.
Хулия Эреса из испанского Астрофизического института Андалузии, использующая Uchuu для изучения крупномасштабной структуры Вселенной, так объясняет важность этого проекта: «Uchuu подобен машине времени — мы можем двигаться вперед, назад и останавливаться во времени, мы можем также увеличивать масштаб, чтобы изучить поведение отдельной галактики, или, наоборот, уменьшить масштаб, чтобы визуализировать целое скопление, мы можем видеть, что на самом деле происходит в каждый момент времени в любом месте Вселенной с ее самых ранних дней до настоящего времени. Это важный инструмент для изучения космоса».
Даже при всей мощи суперкомпьютера ATERUI II на создание Uchuu ушел целый год. «Для создания Uchuu мы использовали вычислительные мощности всех 40 200 процессоров, доступных нам ежемесячно на 48 часов, — поясняет Томоаки Исияма из японского Университета Чиба, автор компьютерного кода, используемого для генерации виртуальной Вселенной. — Было затрачено 20 миллионов суперкомпьютерных часов и создано 3 петабайта данных, что эквивалентно 894 784 853 изображениям с 12-мегапиксельного сотового телефона».
Для того, чтобы адаптировать все данные для использования на обычных пользовательских терминалах, исследовательская группа применила высокопроизводительные вычислительные методы сжатия информации о формировании и эволюции ореолов темной материи в модели Uchuu, поместив это все в 100-терабайтный каталог.
Этот каталог теперь доступен каждому в облаке в удобном формате благодаря вычислительной инфраструктуре skun6, располагающейся в Институте астрофизики Андалусии, группе RedIRIS и Галисийском суперкомпьютерном центре. В будущие выпуски данных будут включены также каталоги виртуальных галактик и карты гравитационного линзирования.
В ближайшие годы ожидается поступление Big Data с таких объектов, как телескоп Subaru и космическая миссия ESA Euclid. Космический аппарат, названный в честь древнегреческого математика Евклида, планируют запустить во втором полугодии 2022 года, его цель — добиться лучшего понимания поведения темной материи и темной энергии в космосе путем очень точного измерения ускорения расширяющейся Вселенной. Для этого аппарат будет измерять красные смещения галактик, находящихся на разном расстоянии от Земли.