Китайский суперкомпьютер проследил эволюцию Вселенной за 13,8 млрд лет

Китайские ученые совместно с зарубежными коллегами воссоздали на суперкомпьютере историю развития Вселенной – от Большого взрыва до наших дней. Проект получил название «Гипермиллениум». Об этом сообщает China Daily, партнер TV BRICS.

Его моделирование охватило кубический объем пространства со стороной 12 млрд световых лет. Это примерно эквивалентно 120 тыс. галактик Млечного Пути, выстроенных в ряд.

«Из-за огромных масштабов Вселенной и длительного хода ее эволюции далекие галактики, наблюдаемые в телескопы, являются на самом деле статичными снимками, возраст которых исчисляется миллиардами или даже десятками миллиардов лет, что не позволяет отслеживать их эволюцию в реальном времени», – пояснил профессор Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук (NAOC) руководитель проекта Гао Лян.

Внутри этой цифровой Вселенной под действием гравитации эволюционировали 4,2 трлн виртуальных частиц темной материи, воспроизводя 13,8 млрд лет космической истории. Обычная материя, излучающая свет, составляет лишь «видимую поверхность» космоса. Темная материя, как предполагается, составляет около 85 процентов всей материи во Вселенной и служит ее «невидимым скелетом» – гравитационным каркасом, на котором формируются галактики.

По словам Гао Ляна, космологические симуляции – ключ к разгадке природы темной материи. Вычисляя гравитационные взаимодействия между огромным числом виртуальных частиц темной материи, они позволяют с высокой точностью реконструировать эволюцию Вселенной от ранних этапов до настоящего времени. Ученые получают возможность непосредственно «видеть», как частицы темной материи группируются, распределяются и со временем образуют структуры. Сравнивая смоделированные вселенные с реальными наблюдениями через телескопы, исследователи могут проверять и уточнять теоретические модели темной материи и темной энергии.

Обработка данных заняла 18 дней с использованием 16 тыс. вычислительных ускорителей. Объем полученной информации составил около 13 петабайт (петабайт равен 1 тыс. трлн байт) – это примерно 13 млн фильмов в высоком разрешении.

Первая научная статья по проекту опубликована в международном журнале по астрономии и астрофизике. Она посвящена скоплению галактик Abell 2744, известному своей сложной структурой и экстремальными гравитационными взаимодействиями. Исследование показало, что результаты моделирования хорошо соответствуют реальным наблюдениям. Позже будет доступна первая партия данных по всему миру.

В мире на данный момент существуют три крупных моделирования, отслеживающих триллионы частиц темной материи, одно из них – китайский «Гипермиллениум».