Исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики разработали компьютерную модель Lumina, которая охватывает первые два миллиарда лет эволюции ранней Вселенной. Проект объединил данные космических телескопов Джеймса Вебба и Нэнси Грейс Роман, позволив ученым проследить за образованием первых звезд и галактик на суперкомпьютере Frontier.
Модель Lumina охватывает пространство размером в 1,5 миллиарда световых лет
Новая космологическая модель охватывает кубическую область пространства размером около 1,5 миллиарда световых лет с каждой стороны. Этот объем примерно в сто раз превышает показатели предыдущих аналогичных симуляций, что позволяет ученым исследовать космические структуры в беспрецедентных деталях.
Для работы программы задействовали более 15 000 графических процессоров суперкомпьютера Frontier в Национальной лаборатории Ок-Ридж в штате Теннесси. Суммарно расчеты объединили эквивалент более чем 100 000 процессорных ядер и около 15 000 графических карт.
Как заявил Сюэцзянь Шэнь, «на пике масштаба вычисления объединяют эквивалент более 100 000 процессорных ядер и около 15 000 графических процессоров».
Модель создавалась на основе крупномасштабной симуляции IllustrisTNG, разработанной ранее исследователями из Массачусетского технологического института и других научных центров.
Lumina воссоздает эпоху темных веков ранней Вселенной
Модель охватывает временной отрезок в два миллиарда лет, начиная примерно с 45 миллионов лет после Большого взрыва в эпоху темных веков, когда в ранней Вселенной доминировал нейтральный водород.
Одновременно модель в деталях отображает процессы, связанные с гелием. Модель впервые зафиксировала протекание гелиевой реионизации непосредственно в ходе симуляции, позволяя ее эффектам незамедлительно влиять на дальнейшую эволюцию виртуальной вселенной.
Авторы исследования указывают на уникальность детальной проработки масштабов моделирования.
Астрофизики сопоставляют данные Lumina с обсерваториями JWST и Roman
Создание модели напрямую связано с новыми данными, которые передают космический телескоп Джеймса Вебба и запущенная 30 августа 2026 года обсерватория имени Нэнси Грейс Роман. Астрофизики используют синтетические предсказания для проверки существующих теоретических представлений о формировании галактик.
Результаты работы научной группы опубликованы в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Как отметил Оливер Цир, «чтобы понять то, что мы видим с помощью этого телескопа, нам нужно перевести наши теории в детальные прогнозы».
Читайте также
