Modelowanie galaktyk jest skomplikowane, a tym bardziej, gdy różne modele komputerów nie zgadzają się co do tego, w jaki sposób czynniki się łączą. Jeden nowy projekt o nazwie AGORA (Assembling Galaxies of Resolved Anatomy) ma na celu usunięcie rozbieżności i zwiększenie spójności wyników. Zasadniczo projekt ma na celu porównanie różnych kodów między sobą, a także z obserwacjami.
„Fizyka powstawania galaktyk jest niezwykle skomplikowana, a zakres długości, mas i skal czasowych, które należy symulować, jest ogromny” - stwierdził Piero Madau, profesor astronomii i astrofizyki na University of California, Santa Cruz i współprzewodniczący komitetu sterującego AGORA.
„Uwzględniasz grawitację, rozwiązujesz równania hydrodynamiczne i dołączasz do kodu recepty na chłodzenie gazu, tworzenie gwiazd i wstrzykiwanie energii z supernowych. Po miesiącach kruszenia liczb na potężnym superkomputerze patrzysz na wyniki i zastanawiasz się, czy tak właśnie robi natura, czy też niektóre z rezultatów są w rzeczywistości artefaktami konkretnej implementacji numerycznej, której użyłeś. ”
Jest to szczególnie ważne, gdy chodzi o modelowanie wpływu ciemnej materii na wszechświat. Ponieważ istota jest dla nas trudna do zobaczenia, a zatem do zidentyfikowania, fizycy opierają się na modelach, aby przewidywać jej wpływ na galaktyki i inne formy bardziej zwykłej materii.
„Jednak jednym wielkim wyzwaniem było modelowanie numeryczne procesów astrofizycznych w szerokim zakresie skal wielkości we Wszechświecie. Symulacje superkomputerów zostały zaprojektowane z trzema różnymi skalami wielkości odpowiadającymi trzem różnym zjawiskom: powstawaniu gwiazd, powstawaniu galaktyk i wielkoskalowej strukturze wszechświata ”- stwierdził High-Performance Astrocomputing Center University of California.
Oznacza to, że modele gwiazd przybywających do galaktyk mają jedną skalę rozdzielczości - wystarczającą, aby na przykład spojrzeć na to, z czego składa się gaz i pył - ale patrząc na cały wszechświat, komputer ogranicza się bardziej do patrzenia na „Proste interakcje grawitacyjne ciemnej materii”, dodał uniwersytet. Oczywiście im więcej rozdzielczości można uzyskać w modelu komputerowym, tym lepiej - tym bardziej, że na powstawanie gwiazd wpływają takie procesy, jak interakcje galaktyk z otaczającym gazem.
AGORA będzie najpierw dążyć do „modelowania realistycznej galaktyki z izolowanym dyskiem” stanów UCSC, a następnie porównać kody użyte do sprawdzenia, co wymyślą. Więcej informacji o celach projektu można znaleźć w tym artykule przedrukowym w Arxivie (prowadzonym przez University of California, Ji-hoon Kim z Santa Cruz) lub na stronie internetowej AGORA.
Źródła: University of California Santa Cruz i University of California High-Performance Astrocomputing Center.
