Найпотужніший суперкомп’ютер створив найдетальнішу симуляцію раннього Всесвіту

Вчені з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики створили Lumi­na — одну з найбільших і найдетальніших комп’ютерних симуляцій раннього Всесвіту. Для розрахунків залучили 15 000 графічних процесорів суперкомп’ютера Fron­tier в Окриджській національній лабораторії.

Модель охоплює ділянку простору зі стороною близько 1,5 мільярда світлових років — це більш ніж у 100 разів масштабніше, ніж будь-яка подібна симуляція до цього. При цьому роздільна здатність залишається достатньою для дослідження народження галактик, зір і чорних дір.

Lumi­na відтворює перші два мільярди років існування Всесвіту після Великого вибуху. Симуляція відстежує взаємодію звичайної речовини, темної матерії та космічного випромінювання, а також показує, як перші галактики поступово перетворювали величезні хмари міжгалактичного газу.

Ключовим досягненням стало те, що вперше у симуляції такого масштабу вдалося змоделювати подвійну реіонізацію — перетворення водню і гелію на їхню сучасну форму — і врахувати зворотний вплив цього процесу на навколишнє середовище. «Тепер ми можемо спостерігати, як водень і гелій набували сучасного вигляду у такому величезному об’ємі, одночасно розрізняючи галактики та інші світні об’єкти, які керують цим процесом», — пояснив співавтор роботи, професор фізики Техаського університету в Далласі Аарон Сміт.

Lumi­na створювалася насамперед для зіставлення з даними космічних телескопів «Джеймс Вебб» і «Ненсі Грейс Роман». Чинні теоретичні моделі вже не встигають за потоком нових спостережень, тому вчені потребують надійного передбачувального інструменту. Як наголосив провідний автор дослідження Олівер Зір, щоб осмислити те, що показують ці телескопи, необхідно перекладати теорії у конкретні детальні передбачення.

Надалі платформа допоможе дослідити рух газів між галактиками, вплив реліктового випромінювання на космічну еволюцію та формування зон активного зореутворення.