Новый компьютерный код, рассчитывающий совместное движение примерно 60 триллионов частиц в общей сложности, стал самой подробной на сегодняшний день симуляцией нашей Вселенной.

Эта симуляция, получившая название AbacusSummit, поможет в разгадке тайн Вселенной при проведении грядущих обзоров неба, предсказывают создатели компьютерного кода.

Код AbacusSummit был создан исследователями из Центра вычислительной астрофизики Института Флатирона, г. Нью-Йорк, и Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра (оба научных учреждения расположены в США). Состоящий из более чем 160 отдельных симуляций, он моделирует движение частиц в «ящике» под действием взаимного гравитационного притяжения. Такие модели, известные как модели гравитационного взаимодействия N тел, отражают поведение темной материи, которая составляет основную часть материала Вселенной и способна взаимодействовать лишь гравитационно.

«Этот набор симуляций настолько велик, что он, вероятно, описывает взаимодействие между большим числом частиц, чем все другие когда-либо созданные модели гравитационного взаимодействия N тел в общей сложности – хотя такое смелое заявление с трудом поддается проверке», — говорит Леман Гаррисон (Lehman Garrison), главный автор одной из новых работ, посвященных коду AbacusSummit, и сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флатирона.

Гаррисон возглавлял разработку кода AbacusSummit вместе с магистрантом Ниной Максимовой и профессором астрономии Даниэлем Эйзенштейном (Daniel Eisenstein), также аффилированными с Центром вычислительной астрофизики Института Флатирон. Эти симуляции были запущены на суперкомпьютере Summit, установленном в вычислительном центре Oak Ridge Leadership Computing Facility, штат Теннесси, США.

Новые обзоры неба, проводимые с использованием таких наземных и космических обсерваторий, как Dark Energy Spectroscopic Instrument, Nancy Grace Roman Space Telescope и Euclid, позволят в грядущие годы составить беспрецедентно подробные карты космоса. Сравнив эти результаты наблюдений с результатами численного моделирования с вариацией различных параметров, ученые смогут проверить соответствующие используемому диапазону значений этих параметров гипотезы о природе нашего мира, например, гипотезы о природе темной энергии, разрывающей Вселенную на части. Обзоры неба будущего поколения требуют построения более совершенных математических моделей, сказал Гаррисон.

Более 20 исследований, посвященных коду AbacusSummit и численному решению с его помощью задачи описания гравитационного взаимодействия для более чем 60 триллионов частиц, опубликованы в свежем выпуске журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.