Ученые из Массачусетского технологического института и Гарварда создали компьютерную модель под названием Lumina. Она показывает, как развивалась ранняя Вселенная на протяжении 2 миллиардов лет после периода темных веков.
Описание проекта появилось в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Модель позволяет изучать космос сразу на двух уровнях. Она показывает, как устроены отдельные галактики и целые огромные участки пространства.
В систему включили 500 миллиардов элементов включая частицы темной материи и ячейки газа. Она покрывает область размером около 1,6 миллиарда световых лет.
Специалисты взяли за основу старый код IllustrisTNG и доработали его. Новая версия получила в 30 раз большее разрешение и в 100 раз больший объем. Все сложные расчеты выполняли на мощном суперкомпьютере Frontier. Для работы потребовалось более 100 тысяч ядер процессора и около 15 тысяч графических процессоров.
Итоги моделирования ученые смогли проследить, как проходила ионизация водорода и гелия. Выяснилось, что водород очищали ультрафиолетовые лучи от самых первых звезд. Гелий же ионизировали сверхмассивные черные дыры во время активного поглощения материи.
Теперь модель доступна для других ученых, чтобы они могли сравнивать свои открытия с данными телескопов. В будущем систему хотят использовать для изучения структуры Вселенной и предсказания появления гравитационных волн.
Сразу после Большого взрыва космос был горячим и плотным. Позже он расширился и остыл а частицы образовали нейтральный водород. Через 380 тысяч лет этот газ стал поглощать свет и Вселенная погрузилась в темноту. Модель Lumina начинает отсчет с момента через 45 миллионов лет после Большого взрыва, когда в космосе преобладал именно этот нейтральный водород.
Читать по теме:
Университет Ватерлоо: физики отвергают стандартную модель космоса.
PRL: Ученые сняли в космосе сверхмассивную черную дыру невиданной мощи.