Millennium Run - Millennium Run

The Millennium Runnebo Millennium Simulation (s odkazem na jeho velikost[1][2]) je počítač Simulace N-těla používá se ke zkoumání toho, jak je distribuce hmoty v Vesmír se v průběhu času vyvíjel, zejména jak se formovala pozorovaná populace galaxií. Používá se vědci pracuji v fyzikální kosmologie srovnávat pozorování s teoretickými předpovědi.

Přehled

Základní vědecká metoda pro testování teorie v kosmologii je vyhodnotit jejich důsledky pro pozorovatelný části vesmíru. Jedním z pozorovacích důkazů je distribuce hmoty, včetně galaxie a mezigalaktický plyn, které jsou dnes pozorovány. Světlo emitované ze vzdálenějších látek musí cestovat déle, aby dosáhly Země, což znamená, dívat se na vzdálené objekty, je jako dívat se dál zpět čas. To znamená, že lze také přímo sledovat vývoj v čase v distribuci hmoty ve vesmíru.

Millennium Simulation byla spuštěna v roce 2005 Konsorcium panny, mezinárodní skupina astrofyzici z Německo, Spojené království, Kanada, Japonsko a Spojené státy. Začíná to v době, kdy záření kosmického pozadí byla vyzařována asi 379 000 let po začátku vesmíru. Kosmické záření na pozadí bylo studováno satelitní experimenty a pozorované nehomogenity v kosmickém pozadí slouží jako výchozí bod pro sledování vývoje odpovídajícího rozdělení hmoty. Použitím fyzikálních zákonitostí, které se předpokládají v současných známých kosmologiích a zjednodušené reprezentaci astrofyzikálních procesů pozorovaných u skutečných galaxií, je umožněno vyvíjet počáteční distribuci hmoty a předpovědi simulace pro formování galaxií černé díry jsou zaznamenány.

Od dokončení simulace Millennium Run v roce 2005 byla v rámci jejího uloženého výstupu vytvořena řada stále sofistikovanějších a věrnějších simulací formování populace galaxií, které byly veřejně dostupné přes internet. Kromě zlepšení léčby astrofyziky formování galaxií upravily nedávné verze parametry základního kosmologického modelu tak, aby odrážely měnící se představy o jejich přesných hodnotách. K dnešnímu dni (polovina roku 2018) více než 950 publikovaných článků využilo údaje z běhu tisíciletí, což z něj činí přinejmenším podle tohoto opatření astrofyzikální simulaci všech dob.[3]

Velikost simulace

U prvních vědeckých výsledků publikovaných 2. června 2005 vysledovala Millennium Simulation 21603neboli něco přes 10 miliard „částic“. Nejedná se o částice v částicová fyzika smysl - každá „částice“ představuje přibližně miliardu sluneční hmoty z temná hmota.[1] Simulovaná oblast vesmíru byla a krychle s přibližně 2 miliardami světelné roky jako jeho délka.[1] Tento objem zaplnilo asi 20 milionů „galaxií“. A super počítač nacházející se v Garching, Německo provedlo simulaci, která používala verzi PŘÍSTROJ kód, déle než měsíc. Výstup simulace potřeboval asi 25 terabajtů skladování.[4]

První výsledky

The Průzkum digitálního nebe Sloan zpochybnil současné chápání kosmologie tím, že velmi jasně našel kandidáty na černé díry kvasary na velké vzdálenosti. To znamenalo, že byly vytvořeny mnohem dříve, než se původně očekávalo. Při úspěšném zvládnutí výroby kvasarů v raných dobách Millennium Simulation prokázala, že tyto objekty nejsou v rozporu s našimi modely vývoje vesmíru.

Millennium II

V roce 2009 stejná skupina provedla simulaci „Millennium II“ (MS-II) na menší krychli (asi 400 milionů světelných let na boku), se stejným počtem částic, ale každá z nich představovala 6,9 milionu solárních hmot. Jedná se o poněkud těžší numerický úkol, protože rozdělení výpočetní domény mezi procesory se ztěžuje, pokud jsou přítomny husté shluky hmoty. MS-II využil 1,4 milionu hodin CPU na 2048 jádrech (tj. Přibližně měsíc) na počítači Power-6 v Garchingu; byla také spuštěna simulace se stejnými počátečními podmínkami a méně částicmi, aby se zkontrolovalo, že funkce v běhu s vyšším rozlišením byly také vidět při nižším rozlišení.

Millennium XXL

V roce 2010 byla provedena simulace „Millennium XXL“ (MXXL), tentokrát s použitím mnohem větší krychle (více než 13 miliard světelných let na straně) a 67203 každá představuje 7 miliardkrát hmotu Slunce. MXXL překlenuje kosmologický objem 216 a 27 000krát větší než simulační boxy Millennium a MS-II. Simulace probíhala dál JUROPA, jeden z 15 nejlepších superpočítačů na světě v roce 2010. Využíval více než 12 000 jader za ekvivalent 300 let času CPU, 30 terabajtů RAM a generoval více než 100 terabajtů dat.[5] Kosmologové používají simulaci MXXL ke studiu distribuce galaxií a halo temné hmoty ve velmi velkých měřítcích a jak vznikly nejvzácnější a nejhmotnější struktury ve vesmíru.

Observatoř Millennium Run

V roce 2012 byl zahájen projekt Millennium Run Observatory (MRObs). MRObs je teoretická virtuální observatoř, která integruje podrobné předpovědi pro temnou hmotu (ze simulací Millennium) a pro galaxie (ze semi-analytických modelů) s virtuálním dalekohledem pro syntetizaci umělých pozorování. Astrofyzici používají tato virtuální pozorování ke studiu toho, jak se předpovědi simulací tisíciletí srovnávají se skutečným vesmírem, k plánování budoucích pozorovacích průzkumů a ke kalibraci technik používaných astronomy k analýze skutečných pozorování. První sada virtuálních pozorování vytvořených MRObs byla astronomické komunitě poskytnuta k analýze prostřednictvím webového portálu MRObs. Virtuální vesmír je také přístupný prostřednictvím nového online nástroje, prohlížeče MRObs, který umožňuje uživatelům komunikovat s relační databází Millennium Run, kde jsou uloženy vlastnosti miliónů halo temné hmoty a jejich galaxií z projektu Millennium. V současné době se plánují upgrady rámce MRObs a jeho rozšíření o další typy simulací.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Springel, Volker; et al. (2005). „Simulace vzniku, vývoje a shlukování galaxií a kvasarů“ (PDF). Příroda. 435 (7042): 629–636. arXiv:astro-ph / 0504097. Bibcode:2005 Natur.435..629S. doi:10.1038 / nature03597. hdl:2027.42/62586. PMID  15931216. S2CID  4383030.
  2. ^ „MPA :: Nejvýznamnější aktuální výzkum :: srpen 2004“. Citováno 2009-05-28.
  3. ^ „Veřejná stránka Millennium Simulation“. Citováno 2017-02-15.
  4. ^ „Millennium Simulation - The Largest Ever the Universe“. Citováno 2009-05-28.
  5. ^ „Projekt Millennium-XXL: Simulace populace galaxií ve vesmírech temné energie“. Citováno 2013-07-02.

Další čtení

externí odkazy