Первое в мире моделирование охватывающее всю Вселенную

Команда исследователей из «Laboratoire Univers et Theorie» (LUTH, Observatoire de Paris/CNRS/Universite Paris Diderot) во главе с Жан-Мишель Алими (Jean-Michel Alimi) создала первую компьютерную модель, имитирующую структурирование всей Вселенной, начиная от Большого взрыва и до настоящего момента, сообщает «SciencePlanet.ru». Данное моделирование позволило проследить за эволюцией 550-ти миллиардов частиц. Это первый из трёх циклов, которые являются частью исключительного проекта под названием «Deus: full universe run» (Deus: полный цикл вселенной), осуществлённого с помощью «GENCI’s» нового суперкомпьютера «CURIE» в центре «CEA’s Tres Grand Centre de Calcul» (TGCC).

Это моделирование, наряду с двумя дополнительными, которые должны появиться в конце мая месяца 2012-го года, окажет выдающуюся поддержку для будущих проектов, посвящённых наблюдению и картографии Вселенной. Эти моделирования прольют свет на природу тёмной энергии и её эффектов на космическое формирование структуры, и следовательно на распределение тёмной материи и галактик во Вселенной.

После исследований нескольких лет, 6 учёных из космологической группы в «LUTH» выполнили первое моделирование компьютерной модели структурирования всей Вселенной, начиная от Большого взрыва и до настоящего момента. Это первое моделирование стандартной модели Вселенной с космологической константой, будет сопровождаться двумя дополнительными моделями, сосредотачивающимися на космологическом развитии моделей с тёмной энергией, таинственным компонентом, введённым для объяснения ускоренного расширения Вселенной. Какой отпечаток оставляет тёмная энергия на космических структурах? И наоборот, как природа тёмной энергии может быть выведена из наблюдений, касающихся распределение материи во Вселенной? Это два фундаментальных вопроса, на которые постарается ответить проект «Deus: полный цикл Вселенной».

Моделирование стандартной космологической модели уже позволило исследователям обнаружить много важных свойств относительно распределения материи во Вселенной. Например, они преуспели в оценке общего количества групп галактики с массой, больше, чем сто тысяч миллиардов солнечных масс. В настоящее время эти группы составляют 144 миллиона. Исследователи нашли, что первая группа галактики этого типа, сформированного, когда вселенной было только 2 миллиарда лет и самая массивная группа во вселенной сегодня, весит 15 квадрильонов (или 15 тысяч триллионов) солнечных масс. Данные, произведённые моделью, также позволили учёным оценить пространственное распределение флуктуаций плотности тёмной материи во Вселенной. Эти колебания имеют то же самое происхождение, что и найденные в «Cosmic Microwave Background radiation» в результате Большого взрыва, наблюдаемые спутниками «Planck» и «WMAP». Все измерения были получены из моделирования, охватывающего всю историю эволюции Вселенной с ранее недостижимой точностью и в более широком диапазоне масштабов, от нескольких миллионных до размеров всей Вселенной. Также был обнаружен с беспрецедентной точностью отпечаток акустических колебаний первичной плазмы на распределении тёмной материи («Baryon Acoustic Oscillations»). Это моделирование является золотым источником новых результатов для космологического общества в целом.

Реализация этого уникального проекта была бы невозможной без мощных ресурсов, созданных для исследователей «Grand Equipement National de Calcul Intensif» (GENCI), чей новый суперкомпьютер «CURIE» оснащён более, чем 92000 процессоров и может выполнить 2 миллиона миллиардов операций в секунду (2 PFlop/s). Суперкомпьютер «CURIE» размещён и управляется «CEA Tres Grand Centre de Calcul» в Bruyeres-le-Chatel (Essonne). «Designed by Bull» — это один из пяти самых мощных суперкомпьютеров в мире.

Проект «Deus: полный цикл вселенной», представляет новую стадию в развитии супервычисления. Первое моделирование в проекте во многом превзошло самые современные космологические моделирования, проводимые на протяжении нескольких последних лет в ряде международных коллабораций на крупнейших суперкомпьютерных объектах по всему миру. Весь проект будет занимать более 30-ти миллионов часов (приблизительно 3500 лет) вычислительного времени, фактически на всех центральных процессорах «CURIE». Больше, чем 150 петабайт (PBytes) данных (эквивалент: 30 миллионов «DVD» дисков) будут произведены в течение вычислительных процессов. Но, благодаря продвинутому и инновационному процессу сжатия данных, созданному исследователями, количество полезных хранимых данных может быть уменьшено до 1 петабайта.

Теперь, в стандартной космологической модели с космологической константой возможно пройти распределение тёмной материи и галактик всей Вселенной на расстоянии, которое эквивалентно 90 миллиардам световых лет и последующей их эволюции, проходящей на протяжении всей истории Вселенной.

Результаты этих путешествий, через всю Вселенную, начиная с сегодняшнего дня и возвращаясь к Большому взрыву, ожидаются к концу мая месяца 2012-го года, когда будут готовы последние две модели. Эти результаты улучшат текущее понимание влияния тёмной энергии на структуру Вселенной. Они также окажут исключительную поддержку для развития и интерпретации настоящих и будущих космических каталогов из главных наблюдательных проектов, особенно тех, которые уже начаты международными космическими агентствами. К ним относится миссия «EUCLID», которая была выбрана «ESA», Европейским космическим агентством.

http://scienceplanet.ru/