Моделирование поможет разобраться с возникновением Галактик
Материя, видимая для человека, – всего лишь 16% от общей массы Вселенной. Остальная ее часть – «темная материя», о природе которой известно совсем мало.
Темная материя – предполагаемая форма материи (из-за неизученности), которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, и поэтому недоступна прямому наблюдению. Проявляется только в процессе гравитационного взаимодействия.
Не менее удивителен и другой факт: общая масса Вселенной – это лишь 30 % от ее энергии. Остальная часть – темная энергия, о характеристиках которой ученым ничего не известно, но она точно способствует ускоренному расширению Вселенной.
Изучение «темной материи» Вселенной становится возможным
Изучение обеих субстанций для ученых-асрофизиков – важная задача. Сегодня ее реализация возможна благодаря проведению широкомасштабных обзоров неба и глубокому изучению свойств галактик. Но правильно понять результаты такого изучения ученые могут лишь при условии их сравнения с прогнозами, сделанными на основании построения теоретических моделей для обоих типов темных субстанций.
Такая симуляция потребует десятков миллионов часов машинного времени даже при наличии самого современного компьютерного оборудования.
Первые результаты моделирования
Команда исследователей Extreme-Horizon совершила настоящий прорыв в области исследования процессов, происходящих во Вселенной, запустив симуляцию космических структур с первых секунд после Большого взрыва и до сегодняшнего момента. Это стало возможным благодаря использованию компьютера «Жолио-Кюри», работающего с невероятной производительностью.
Первые результаты моделирования уже получены. Благодаря работе сверхмощного оборудования удалось скорректировать линии Леса Лайман-Альфа.
Линии Леса Лайман-Альфа – совокупность эмиссионных линий водорода, которые относятся к различным облакам водорода, расположенным в космосе.
Длина волны излучения находится в прямой зависимости от расстояния, на котором находится объект от этого облака: с увеличением расстояния растет и длина волны его излучения (красное смещение).
Линии Леса Лайман-Альфа соответствуют последовательно расположенным от нас облакам водорода. Их точное местоположение важно, поскольку будет использоваться строящейся обсерваторией DESI для оценки космологических объектов.
Без коррекции линий, которая стала возможной благодаря современному моделированию, смещение оценки изучаемых объектов составит примерно 5%, а благодаря полученным исследованиям – не более 1%.
Второе открытие, которое обеспечило моделирование – обнаружение «ульевого» способа формирования галактик: когда Вселенной было 2-3 млрд. лет, некоторые сверхмассивные галактики образовывались за счет большого числа маленьких галактик.
