Проєкт Lumina змоделював перші 2 мільярди років Всесвіту
Дослідники створили Lumina — симуляцію перших 2 мільярдів років Всесвіту на суперкомп’ютері Frontier.
Дослідники Центру астрофізики Гарварда і Смітсонівського інституту створили проєкт Lumina — масштабну симуляцію раннього Всесвіту, що охоплює перші 2 мільярди років його існування. Модель відтворює взаємодію звичайної матерії, темної матерії та випромінювання в об’ємі, еквівалентному кубу зі стороною приблизно 1,5 мільярда світлових років.
Як повідомляє CNET, деталі симуляції опублікували в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Для порівняння, симуляція Thesan, яку до цього називали найбільшою моделлю раннього Всесвіту, 2022 року охопила приблизно мільярд років і регіон із ребром близько 300 мільйонів світлових років.
Моделювання на суперкомп’ютері
Lumina обчислювали на суперкомп’ютері Frontier в Оук-Риджській національній лабораторії у штаті Теннессі. Система має близько 37 тисяч графічних процесорів, а для проєкту використали приблизно 15 тисяч із них. Дані космічного телескопа James Webb та інших телескопів, які спостерігають найдавніші небесні об’єкти, дали змогу підвищити деталізацію моделі.
Одна з особливостей Lumina — спільне відстеження реіонізації водню та гелію. Після охолодження Всесвіту, приблизно через 380 тисяч років після Великого вибуху, атоми почали утворювати звичайні водень і гелій. Пізніше перше покоління зір випромінювало достатньо ультрафіолетового світла, щоб знову іонізувати атоми поблизу.
Перевірка теорій про ранній Всесвіт
За словами одного з учасників проєкту Ціра, одночасне моделювання обох процесів дає змогу вивчати їх у єдиній узгодженій системі: реіонізація відбувається в моделі та одразу впливає на подальшу еволюцію Всесвіту. Асистент професора фізики Техаського університету в Далласі Аарон Сміт зазначив, що такий масштаб дозволяє простежити зміни водню й гелію, водночас зберігаючи деталізацію галактик та інших яскравих об’єктів, які спричиняли ці зміни.
Основне призначення Lumina — перевіряти теорії про ранній Всесвіт і зіставляти розуміння фізичних процесів із результатами моделювання. Команда вже отримала прогноз, за яким масивних галактик у ранньому Всесвіті було менше, ніж припускають спостереження James Webb. У симуляції також представлені так звані маленькі червоні точки, зафіксовані телескопом; частина науковців вважає, що вони можуть бути зорями з чорними дірами.
