ВселеннаяМашина

UniverseMachine Universe (также известный как Machine ) — проект, осуществляющий астрофизическое суперкомпьютерное моделирование различных моделей возможных вселенных , созданный астрономом Питером Бехрузи и его исследовательской группой в Обсерватории Стюарда и Университете Аризоны . ^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]^[7] Можно смоделировать многочисленные вселенные с различными физическими характеристиками, чтобы получить представление о возможном начале и эволюции нашей Вселенной. Основная цель — лучше понять роль темной материи в развитии Вселенной. ^[4]^[6] По словам Бехрузи, «на компьютере мы можем создать множество разных вселенных и сравнить их с реальной, и это позволяет нам сделать вывод, какие правила приводят к той, которую мы видим». ^[1]

Помимо ведущего исследователя Бехрузи, в исследовательскую группу входят астроном Чарли Конрой из Гарвардского университета , физик Эндрю Хирин из Аргоннской национальной лаборатории и физик Риса Векслер из Стэнфордского университета . Финансирование проекта осуществляется НАСА , Национальным научным фондом и Мюнхенским институтом астрофизики и физики элементарных частиц. ^[1]

Описание

Помимо использования компьютеров и связанных с ними ресурсов в Исследовательском центре Эймса НАСА и Рехенцентре Лейбница в Гархинге, Германия , исследовательская группа использовала кластер высокопроизводительных вычислений в Университете Аризоны . Две тысячи процессоров одновременно обрабатывали данные в течение трёх недель. Таким образом исследовательская группа создала более 8 миллионов вселенных и как минимум 9,6 × 10 ¹³ галактики. ^[3]^[5] Программа UniverseMachine непрерывно создавала миллионы смоделированных вселенных, каждая из которых содержала 12 миллионов галактик, и каждая позволяла развиваться от 400 миллионов лет после Большого взрыва до наших дней. ^[1]^[4]

По словам члена команды Векслера: «Самое интересное в этом исследовании то, что мы можем использовать все имеющиеся у нас данные об эволюции галактик — количество галактик , количество звезд в них и то, как они образуют эти звезды — и объединить их в полную картину последних 13 миллиардов лет существования Вселенной». ^[4] Векслер далее прокомментировал: «Для меня самое интересное то, что теперь у нас есть модель, с помощью которой мы можем начать задавать все эти вопросы в рамках, которая работает […] У нас есть модель, которая достаточно недорога в вычислительном отношении, и мы можем по сути, вычислить всю вселенную примерно за секунду. Тогда мы сможем позволить себе сделать это миллионы раз и исследовать все пространство параметров». ^[4]

Результаты

Один из результатов исследования предполагает, что более плотная темная материя в ранней Вселенной, по-видимому, не оказывает негативного влияния на скорость звездообразования , как предполагалось изначально. Согласно исследованиям, галактики определенного размера с большей вероятностью образовывали звезды гораздо дольше и с высокой скоростью. ^[6] Исследователи рассчитывают расширить цели проекта, включив в них вопрос о том, как часто звезды угасают в сверхновых , как темная материя может влиять на форму галактик. ^[6] и, в конечном итоге, благодаря более глубокому пониманию общих космологических представлений о том, как жизнь возникла . ^[5]

См. также

Вычислительная астрофизика - методы и вычислительные инструменты, разработанные и используемые в астрофизических исследованиях.
Вычислительная гидродинамика - анализ и решение задач, связанных с потоками жидкости.
Вычислительное моделирование - процесс математического моделирования, выполняемый на компьютере.
Галактика - большая гравитационно связанная система звезд и межзвездной материи.
Формирование и эволюция галактик
Проект Illustris – Вселенные, смоделированные компьютером.
Крупномасштабная структура Вселенной - весь космос, наблюдаемый с Земли в настоящее время.
Список программного обеспечения для космологических вычислений - Программное обеспечение для космологических исследований
Millennium Run - Компьютерное моделирование Вселенной
Моделирование N-тел - моделирование динамической системы частиц.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Столте, Дэниел (9 августа 2019 г.). «Виртуальная «вселенная машина» проливает свет на эволюцию галактик. Создав миллионы виртуальных вселенных и сравнив их с наблюдениями за реальными галактиками, исследовательская группа под руководством UA сделала открытия, которые представляют собой новый мощный подход к изучению формирования галактик» . Университет Аризоны . Проверено 22 августа 2019 г.
^ Бехрузи, Питер; и др. (3 сентября 2019 г.). «UniverseMachine: корреляция между ростом галактик и сборкой гало темной материи от z = 0–10». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 488 (3): 3143–3194. arXiv : 1806.07893 . Бибкод : 2019MNRAS.488.3143B . дои : 10.1093/mnras/stz1182 . S2CID 119385275 .
^ Jump up to: ^а ^б Университет Аризоны (9 августа 2019 г.). «Виртуальная «вселенская машина» проливает свет на эволюцию галактик» . ЭврекАлерт! . Проверено 22 августа 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Чайлдерс, Тим (22 августа 2019 г.). «Астрономы создают 8 миллионов маленьких вселенных внутри компьютера и наблюдают, как они растут. Вот что они узнали. Что моделирование 8 миллионов вселенных может рассказать нам об истории нашей собственной Вселенной?» . ЖиваяНаука . Проверено 22 августа 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Леа, Роберт (10 августа 2019 г.). «Галактическая эволюция, исследованная «Вселенной машиной» Исследователи обратились к огромному суперкомпьютеру, получившему название «UniverseMachine», для моделирования формирования звезд и галактик. В процессе они создали ошеломляющие 8 миллионов «виртуальных вселенных» с почти 10¹⁴ галактиками. " . Середина . Проверено 22 августа 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уитмен, Райан (23 августа 2019 г.). «Ученые используют «UniverseMachine» для моделирования 8 миллионов вселенных» . ЭкстримТех . Проверено 23 августа 2019 г.
^ Раби, Пассан (14 августа 2019 г.). «Ученые создают миллионы виртуальных вселенных, чтобы понять космическую историю. Ученые создали миллионы копий вселенных на суперкомпьютере» . Space.com . Проверено 24 августа 2019 г.

Внешние ссылки

Официальный сайт
Видео (00:57) – «UniverseMachine – виртуальный тур» на YouTube
Видео (86:49) – «Поиски жизни во Вселенной» на YouTube – НАСА (14 июля 2014 г.)
Модель Вселенной с использованием искусственного интеллекта ( IPMU ; 28 августа 2019 г.)

[UAZ-20190809-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Столте, Дэниел (9 августа 2019 г.). «Виртуальная «вселенная машина» проливает свет на эволюцию галактик. Создав миллионы виртуальных вселенных и сравнив их с наблюдениями за реальными галактиками, исследовательская группа под руководством UA сделала открытия, которые представляют собой новый мощный подход к изучению формирования галактик» . Университет Аризоны . Проверено 22 августа 2019 г.

[MNRAS-20190502-2] Бехрузи, Питер; и др. (3 сентября 2019 г.). «UniverseMachine: корреляция между ростом галактик и сборкой гало темной материи от z = 0–10». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 488 (3): 3143–3194. arXiv : 1806.07893 . Бибкод : 2019MNRAS.488.3143B . дои : 10.1093/mnras/stz1182 . S2CID 119385275 .

[EA-20190809-3] Jump up to: ^а ^б Университет Аризоны (9 августа 2019 г.). «Виртуальная «вселенская машина» проливает свет на эволюцию галактик» . ЭврекАлерт! . Проверено 22 августа 2019 г.

[LS-20190822-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Чайлдерс, Тим (22 августа 2019 г.). «Астрономы создают 8 миллионов маленьких вселенных внутри компьютера и наблюдают, как они растут. Вот что они узнали. Что моделирование 8 миллионов вселенных может рассказать нам об истории нашей собственной Вселенной?» . ЖиваяНаука . Проверено 22 августа 2019 г.

[MD-20190810-5] Jump up to: ^а ^б ^с Леа, Роберт (10 августа 2019 г.). «Галактическая эволюция, исследованная «Вселенной машиной» Исследователи обратились к огромному суперкомпьютеру, получившему название «UniverseMachine», для моделирования формирования звезд и галактик. В процессе они создали ошеломляющие 8 миллионов «виртуальных вселенных» с почти 10¹⁴ галактиками. " . Середина . Проверено 22 августа 2019 г.

[ET-20190823-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Уитмен, Райан (23 августа 2019 г.). «Ученые используют «UniverseMachine» для моделирования 8 миллионов вселенных» . ЭкстримТех . Проверено 23 августа 2019 г.

[SPC-20190814-7] Раби, Пассан (14 августа 2019 г.). «Ученые создают миллионы виртуальных вселенных, чтобы понять космическую историю. Ученые создали миллионы копий вселенных на суперкомпьютере» . Space.com . Проверено 24 августа 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

v т и для компьютерного моделирования Программное обеспечение
Биология	Прогнозирование структуры белка Моделирование нуклеиновой кислоты
Химия	Симуляторы химических процессов Квантовая химия Молекулярное моделирование Молекулярное моделирование Монте-Карло Молекулярный дизайн
Физика	Конечный элемент Космологическое моделирование Динамическое моделирование Динамическое моделирование Моделирование электронных схем ЭМ моделирование Мультифизическое моделирование Моделирование резервуара
Социальные науки	Социальная симуляция Социология Организационные исследования