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La simulación detalla 13.8 mil millones de años de evolución cósmica

Hola otra vez. Soy Simón Sánchez y esta vez hablaremos sobre La simulación detalla 13.8 mil millones de años de evolución cósmica

Los astrofísicos y cosmólogos han creado una nueva simulación de lapso de tiempo de la evolución del universo que es la más completa y detallada hasta el momento. La simulación Illustris, como se la denomina, abarca 13.800 millones de años de evolución cósmica y sigue miles de galaxias teniendo en cuenta la gravedad, la hidrodinámica, el enfriamiento, el curso de la población estelar y otros procesos complejos.

Desarrollado por un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts y varias otras instituciones y ejecutado en poderosas supercomputadoras, el modelo rastrea la historia del universo, comenzando justo después del Big Bang y continuando hasta el día de hoy, capturando 13,8 mil millones de años. para cambiar con una fidelidad sin precedentes.

El equipo de investigación informa que la simulación masiva confirma una vez más la teoría estándar del universo y coincide con observaciones astronómicas clave, incluida la distribución de galaxias y la riqueza de gas hidrógeno neutro en galaxias de todos los tamaños.

UN papel la descripción de la investigación aparece en la edición del 7 de mayo de la revista Nature. Además del MIT, el 10-

Además de ser un logro extraordinario en sí mismo, Illustris ofrece información importante sobre la velocidad a la que se desarrollan ciertos tipos de galaxias.

«Algunas galaxias son más elípticas y otras son más similares a la Vía Láctea, [spiral] galaxias tipo disco «, explica Mark Vogelsberger, profesor asistente de física en el MIT y responsable

El modelo también proporciona pistas sobre la tendencia de la materia a redistribuirse en el universo, estimulada por supernovas y otros fenómenos. Este descubrimiento podría utilizarse para desarrollar experimentos realizados con telescopios espaciales, como el estudio WFIRST de la NASA y EUCLID, el programa de la Agencia Espacial Europea.

La ilustración muestra una parte cúbica del universo que mide 350 millones de años luz en cada lado, y se encuentra que contiene 41.416 galaxias. La cantidad de datos es tal que la simulación completa tomó varios meses de tiempo de procesamiento en múltiples centros de cómputo, incluidos Harvard Odyssey y el clúster CfA / ITC; las supercomputadoras Ranger y Stampede en el Texas Advanced Computing Center; el superordenador CURIE en el CEA / Francia; y la computadora SuperMUC en el Leibniz Computing Center en Alemania. La ejecución más grande incluyó 8.192 núcleos de cómputo y cubrió 19 millones de horas de CPU. A modo de comparación, las mejores computadoras de escritorio de la época tardarían 2000 años en ejecutar toda la simulación.

Además de la complejidad de la simulación, hay 12 mil millones de «elementos de resolución» visuales, lo que permitió a los investigadores comparar las «instantáneas» de la simulación con imágenes del universo conocido. «[There was] de acuerdo con los datos de observación a pequeña y gran escala ”, dice Vogelsberger. Una coincidencia cercana como esta sirve como validación de la exactitud del estudio.

Illustris se aparta de esfuerzos anteriores tanto en alcance como en fidelidad. Su predecesor, Millennium, solo siguió la evolución de la red de materia oscura; la materia ordinaria y las galaxias fueron atacadas con un enfoque ad hoc. Pero la simulación de Illustris incorpora materia ordinaria desde el principio. Donde la primera visualización fue relativamente tranquila, Illustris está lleno de explosiones, incluidas explosiones de gas que emanan de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. Estas eyecciones son una parte esencial de la formación de galaxias, actuando como un freno en la formación de estrellas.

Como explica Simon White, cosmólogo del Instituto Max Planck de Astrofísica en Garching, Alemania, que trabajó en Millennium Simulation: Illustris es la primera simulación lo suficientemente grande como para capturar un segmento representativo del universo y también lo suficientemente fina. para incorporar galaxias individuales. «Es la combinación de estos dos lo que es nuevo», dice. Ciencias.

Los avances en el poder de la supercomputación son los que permitieron que la simulación manejara la vida útil de 350 millones de años luz y toda la funcionalidad adicional. «Las simulaciones anteriores del crecimiento de estructuras cósmicas han reproducido en gran medida la ‘red cósmica’ de galaxias que vemos en el Universo, pero no pudieron crear una población mixta de galaxias elípticas y espirales, debido a inexactitudes numéricas y modelos físicos incompletos». , explica el equipo de investigación en el artículo de Nature.

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