В крупнейшей космологической симуляции учитываются два триллиона частиц

Ученые из Университета Цюриха представили самую крупную компьютерную симуляцию эволюции материи и образования структур во Вселенной. Каталог, полученный на основе численного счета, будет использован для калибровки данных спутника Euclid, который будет запущен в 2020 году для проведения исследований в области наблюдательной космологии. Статья с описанием кода программы и полученных результатов опубликована в журнале Computational Astrophysics and Cosmology.

Численные симуляции образования структур во Вселенной стали важной частью современной космологии. Они позволяют убедиться в правильности наших теорий эволюции галактик, которая в реальности происходит слишком медленно для непосредственного наблюдения. Также с помощью таких расчетов можно проверить правильность определяемых другими методами параметров.

В новой модели рассматривается два триллиона частиц, находящихся в области, размер которой сравним со всей видимой Вселенной. В результате они образуют 25 миллиардов галактик. Это стало результатом трехлетней работы над созданием и оптимизацией программного кода, который получил название PKDGRAV3. Благодаря тому, что этот код специализирован под архитектуру современных суперкомпьютеров и использует как графические процессоры, так и обычные, его выполнение заняло всего 80 часов работы машины Piz Daint, которая сейчас занимает восьмое место в списке самых мощных суперкомпьютеров.

Природа темной энергии и темной материи остается одной из основных нерешенных проблем в современной науке. Помочь решить ее при помощи непрямых измерений собирается готовящийся к запуску спутник Euclid, который будет точно измерять свойства света миллиардов галактик, что позволит построить карту распределения гравитационного потенциала, а следовательно, и массы до объектов, излучение от которых шло более 10 миллиардов лет. Новый каталог позволит оптимизировать наблюдательную программу спутника и минимизировать различные ошибки.