Die Astronomie, eine Wissenschaft, die das Universum erforscht, ist in der Lage, die Vorstellungskraft zu verblüffen. Inzwischen darf man es bezweifeln, unser Planet dreht sich um seine Achse und trägt uns mit einer Geschwindigkeit von fast 1700 km/h relativ zu jemandem am Äquator durch den Weltraum. Unsere Milchstraße wiederum ist zusammen mit der benachbarten Andromeda-Galaxie und mehreren anderen Galaxien in der sogenannten Lokalen Gruppe vereint, wobei sich jede Galaxie in einem gemeinsamen Gravitationsfeld bewegt. Aber jenseits der Lokalen Gruppe liegt ein weit entfernter und endloser Raum. In einer Entfernung von 22 Millionen Lichtjahren befindet sich also die Galaxie NGC 3621, die sich im südlichen Sternbild Hydra befindet. Und je weiter wir uns von zu Hause entfernen, desto mehr Galaxien werden wir sehen. Es ist unwahrscheinlich, dass die menschliche Vorstellungskraft mit der Wahrnehmung des unendlichen Universums fertig wird, in dessen Weite Gott weiß, was passiert. Und doch haben wir die Werkzeuge, um dieses mentale Problem irgendwie zu lösen. Vor kurzem hat ein internationales Forscherteam das bisher größte und realistischste virtuelle Universum namens Uchuu (was auf Japanisch “Weltraum” bedeutet) geschaffen. Und ja, Sie können es herunterladen.
Forscher haben ein ganzes virtuelles Universum geschaffen und es kann heruntergeladen werden
Computer in der Astronomie
Heute ist die Forschung im Bereich der Astronomie und Astrophysik ohne die leistungsstärksten Computer nicht vollständig. Sie unterstützen Wissenschaftler bei der Beobachtung und Verarbeitung von Daten, der Erstellung von Katalogen und der Arbeit mit Dokumenten. Roboterteleskope und Radioteleskope ermöglichen es Astronomen, die Bewegung von Tausenden von Sternen zu verfolgen. Und der Einsatz numerischer Methoden ermöglicht es Ihnen, wirklich erstaunliche Ergebnisse in der Datenverarbeitung zu erzielen.
Laut dem Astrophysiker Sergei Popov gehören einige moderne astronomische Projekte zu den sogenannten. Big-Data-Wissenschaft. Die Arbeit des Tools beginnt weitgehend durch die Fähigkeit, mit den erhaltenen Informationen zu arbeiten.
Astronomie ist eine besondere Wissenschaft. Darin wird das Experiment durch die Beobachtung ersetzt. Daher nimmt die Modellierung eine besondere Rolle ein, schreibt Popov.
Für die astrophysikalische Modellierung werden die leistungsstärksten Supercomputer eingesetzt. die Aufgaben der Astrophysiker sind sehr schwierig
Außerdem ist ein Computer aus der Arbeit eines modernen Astronomen nicht mehr wegzudenken. Mit ihrer Hilfe können Forscher die Werkzeuge manipulieren und die gewonnenen Daten anschließend mit leistungsfähigen modernen Analysemethoden verarbeiten. Es ist also ein Schritt vom Teleskop zum Computer .
Mehr zum Thema: Astronomen haben drei Millionen neue Galaxien auf der Karte des Universums kartiert
Computermodelle des Universums
Es wurden wiederholt Versuche unternommen, ein Computermodell des Universums zu erstellen, das seine Entwicklung über mehr als 13 Milliarden Jahre (dh seit dem Urknall) erzählen würde. Bereits 2014 führten die Forscher im Rahmen der in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Arbeiten eine numerische Simulation der Entstehung der kosmischen Struktur durch und reproduzierten sowohl großräumige als auch kleinräumige Merkmale des repräsentativen Volumens des Universums aus dem Anfang seiner Geschichte bis heute.
Die Arbeit spiegelt sowohl die großräumige Verteilung der baryonischen Materie im Universum als auch die zeitliche Veränderung ihrer Eigenschaften in bestimmten galaktischen Systemen wider. Denken Sie daran, dass die Wissenschaftler baryonische Materie nennen, die aus Baryonen (Neutronen, Protonen) und Elektronen besteht.
Und im Bild unten sehen Sie das Ergebnis der Arbeit von Forschern des Flatiron Institute of New York und des Massachusetts Institute of Technology (MIT). Es gelang ihnen, ein neues Modell zur Modellierung des Universums zu entwickeln und zu programmieren, das Illustris: The Next Generation oder Illustris TNG genannt wird.
Hier ist ein Computermodell des Universums, das eine beispiellose Detailtiefe über die im Universum wirkenden Kräfte bietet.
Bis 2021 war dieses Modell die fortschrittlichste Simulation des Universums seiner Art. Die Granularität und der Maßstab der Modellierung ermöglichen es Ihnen zu untersuchen, wie sich Galaxien zusammen mit ihrer Sternentstehungsaktivität bilden, entwickeln und wachsen.
Möchten Sie über die neuesten Nachrichten aus der Welt der Wissenschaft und Hochtechnologie auf dem Laufenden bleiben? ? Abonnieren Sie unseren Nachrichtenkanal in Telegram, um nichts Interessantes zu verpassen!
Wenn wir Galaxien mit einem Teleskop beobachten, können wir nur bestimmte Größen messen, schreiben die Forscher. Durch Simulation können wir alle Eigenschaften all dieser Galaxien verfolgen. Und nicht nur, wie die Galaxie jetzt aussieht, sondern die gesamte Geschichte ihrer Entstehung.
Die Darstellung der Galaxienentwicklung in der Simulation vermittelt einen Eindruck von unserer eigenen Galaxie, der Milky So könnte es sein, als sich die Erde gebildet hat und wie sich unsere Galaxie in Zukunft verändern könnte.
Uchuu ist ein neues Modell des Universums
Kürzlich hat ein internationales Forscherteam aus Japan, Spanien, USA, Argentinien, Australien, Chile, Frankreich und Italien die Ergebnisse ihrer wirklich bahnbrechenden Arbeit veröffentlicht. Jetzt können Sie selbst (wenn Sie eine freie Festplatte haben) eine dieser Simulationen auf Ihrem Computer speichern. Die Simulation mit dem Namen Uchuu ist die detaillierteste Simulation des Universums, die jemals erstellt wurde.
Uchuu enthält 2,1 Billionen „Teilchen“ im Weltraum mit einem Durchmesser von 9,6 Milliarden Lichtjahren. Simulationssimulationen zeigen die Entwicklung des Universums über 13 Milliarden Jahre, konzentrieren sich jedoch nicht auf die Entstehung von Sternen und Planeten, sondern betrachten stattdessen das Verhalten der Dunklen Materie im expandierenden Universum.
Laut Science Alert , wurde die Simulation mit dem Supercomputer ATERUI II erstellt, der astronomischen Projekten gewidmet ist. Der Supercomputer in Iwate, Japan, hat eine maximale Leistung von über 3 Pflops, aber trotz all dieser Leistung dauerte es ein ganzes Jahr, um alle Daten zu durchsuchen und eine Simulation zu erstellen.
Simulation Uchuu, die bisher detaillierteste Simulation des Universums. Modellieren: Tomoaki Ishiyama; Visualisierung: Hirotaka Nakayama; Projekt 4D2U, NAOJ
Für die Produktion von Uchuu haben wir & # 8230; alle 40.200 Prozessoren (Prozessorkerne) exklusiv für 48 Stunden im Monat verfügbar “, sagte Tomoaki Ishiyama, Assistenzprofessor an der Chiba University, der den Code für das Projekt entwickelt hat. Zwanzig Millionen Supercomputerstunden wurden verbraucht und 3 Petabyte an Daten generiert, was 894.784.853 Aufnahmen von einem 12-MP-Mobiltelefon entspricht.
Die Simulation untersucht Halos aus dunkler Materie, bei denen es sich um Strukturen von enormem Maßstab handelt, die uns über die Entstehung von Galaxien und das frühe Universum erzählen könnten. Der groß angelegte Charakter der Simulation macht sie zu einem wertvollen Werkzeug für die Untersuchung wie sich das Universum im Laufe der Zeit entwickelt hat , da sie sehr weit entfernte Regionen zeigt, die das frühe Leben des Universums darstellen.
“Uchuu ist wie eine Zeitmaschine”, sagte Julia Ereza, eine Doktorandin am Institut für Astrophysik in Andalusien in Spanien, die Uchuu verwendet, gegenüber News18.
Sie können heute auf eine Weltraumreise gehen, ohne Ihr Zuhause zu verlassen.
& # 171; Wir können uns vorwärts, rückwärts und mit der Zeit bewegen, wir können & # 171; & # 187; eine Galaxie oder & # 171; reduzieren & # 187; Um den ganzen Cluster zu visualisieren, können wir sehen, was in jedem Moment und an jedem Ort des Universums von seinen Anfängen bis zur Gegenwart tatsächlich passiert, was ein wichtiges Werkzeug für das Studium des Kosmos ist, & # 187; – bemerkt Ereza. Darüber hinaus hatte die Menschheit noch nie zuvor solche Werkzeuge.
Wenn Sie also unabhängig ein neues virtuelles Modell des Universums erkunden möchten, legen Sie los: Das Team hat die gesamte Simulation zum kostenlosen Download zur Verfügung gestellt . Obwohl wir Sie warnen müssen – selbst in komprimierter Form benötigt die Simulation 100 Terabyte, Sie benötigen also viel freien Speicherplatz auf Ihrer Festplatte.
Sie fragen sich vielleicht: Wie hängen Geister und Computersimulationen unseres Universums zusammen?
Um die Simulation herunterzuladen und mehr über die Interaktion mit ihr zu erfahren, können Sie die Uchuu-Simulations-Website und die zugehörige GitHub-Seite besuchen. Die Gruppe plant auch, in Zukunft weitere Daten zu veröffentlichen, darunter Kataloge virtueller Galaxien und Gravitationslinsenkarten. Die Arbeit wurde in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Uchuu konzentriert sich auf die großräumige Struktur des Universums: Halos aus dunkler Materie, die nicht nur die Entstehung von Galaxien, sondern auch das Schicksal des gesamten Universums kontrollieren.
Die Entwickler von Uchuu hoffen, dass das Modell Astronomen helfen wird, die Big-Data-Erkundung von Galaxien zu interpretieren, die in den kommenden Jahren mit Objekten wie dem Subaru-Teleskop und der ESA-Weltraummission Euklede erwartet werden.
Interessant: Supercomputer hat die Weltraumuhr umgekehrt
p>
Vor kurzem gab es eine neue Art von Astronomie namens & # 171; simulierte Astronomie & # 187;, die Computer verwendet. Mit der Rechenleistung von Supercomputern können wir nun Gleichungen numerisch lösen, die analytisch nicht gelöst werden können. ATERUI II zielt darauf ab, durch Simulationen mit seiner hohen Rechengeschwindigkeit ein realistischeres Universum abzubilden, & # 8212; geschrieben von den Autoren der wissenschaftlichen Arbeit.
Nun, willkommen in der neuen Welt der erstaunlichen astronomischen Entdeckungen und Hochtechnologien. Werden Sie Uchuu auf Ihrem Computer installieren? Wir warten hier sowie in den Kommentaren zu diesem Artikel auf die Antwort!