Modelovanie galaxií je komplikované a to ešte viac vtedy, keď sa rôzne počítačové modely nedohodnú na tom, ako sa faktory spájajú. Jeden nový projekt s názvom AGORA (Assembling Galaxies of Resolved Anatomy) má za cieľ vyriešiť tieto nezrovnalosti a dosiahnuť konzistentnosť výsledkov. Cieľom projektu je v podstate porovnávať rôzne kódy proti sebe a tiež proti pozorovaniam.
"Fyzika formovania galaxií je mimoriadne zložitá a rozsah dĺžok, hmotností a časových harmonogramov, ktoré je potrebné simulovať, je obrovský," uviedol Piero Madau, profesor astronómie a astrofyziky na Kalifornskej univerzite v Santa Cruz a spolupredseda. riadiaceho výboru AGORA.
„Zahrňujete gravitáciu, riešite hydrodynamické rovnice a do kódu zahrnujete predpisy na chladenie plynu, tvorbu hviezd a vstrekovanie energie zo supernov. Po mesiacoch, keď sa na výkonnom superpočítači rozpadnete číslo, pozeráte sa na výsledky a pýtate sa, či to je to, čo príroda naozaj robí, alebo či sú niektoré z výsledkov skutočne artefakty konkrétnej numerickej implementácie, ktorú ste použili. “
Toto je obzvlášť dôležité, pokiaľ ide o modelovanie vplyvu temnej hmoty na vesmír. Keďže entita je pre nás ťažké vidieť, a preto ju možno identifikovať, fyzici sa spoliehajú na modely, aby urobili predpovede o svojom vplyve na galaxie a iné formy bežnejších látok.
„Jednou z veľkých výziev však bolo numerické modelovanie astrofyzikálnych procesov v širokom rozsahu mierok veľkosti vesmíru. Simulácie superpočítačov sú navrhnuté s tromi rôznymi stupnicami veľkostí relevantnými pre tri rôzne javy: formovanie hviezd, formovanie galaxií a rozsiahla štruktúra vesmíru, “uviedla vysokovýkonné astronomické centrum Kalifornskej univerzity.
To znamená, že modely hviezd, ktoré prichádzajú do galaxií, majú jednu stupnicu rozlíšenia - dosť na to, aby sme sa napríklad pozreli na to, z čoho je vyrobený plyn a prach - ale pri pohľade na celý vesmír je počítač obmedzený len na pohľad na „Jednoduché gravitačné interakcie temnej hmoty“, dodala univerzita. Čím viac počítačového modelu získate, tým väčšie rozlíšenie získate, tým lepšie - najmä preto, že formovanie hviezd je ovplyvnené procesmi, ako napríklad pôsobenie galaxií s okolitým plynom.
Cieľom spoločnosti AGORA bude najprv „modelovať realistickú izolovanú diskovú galaxiu“ a potom porovnať kódy použité na zistenie toho, s čím prídu. Viac informácií o cieľoch projektu nájdete v tomto predtlačovom papieri Arxiv (vedenom Kalifornskou univerzitou, Ji-hoon Kim v Santa Cruz) alebo na webovej stránke AGORA.
Zdroje: Kalifornská univerzita v Santa Cruz a vysokovýkonné astropočtové stredisko v Kalifornii.
