Международная группа ученых, управляющая космическим телескопом «Евклид», только что запустила «самый масштабный в истории» симулятор вселенной — он отражает 3,4 млрд галактик и гравитационное взаимодействие более 4 трлн частиц.
Симулятор под названием Flagship 2 базируется на алгоритме, разработанном астрофизиком Йоахимом Штаделем из Цюрихского университета. В 2019 году ученый использовал суперкомпьютер Piz Daint (в то время третий по мощности в мире), чтобы выполнить расчеты и в итоге создать чрезвычайно подробную виртуальную модель Вселенной.
«Эти симуляции имеют решающее значение для подготовки анализа данных «Евклида», — говорит астрофизик Джулиан Адамек из Цюрихского университета и один из специалистов проекта.
Космический телескоп «Евклид», которого прозвали «охотником на темную материю», запустили в космос в начале июля после почти 15 лет проектирования. С тех пор он картографирует миллионы галактик по всей Вселенной, изучая распределение темной энергии и темной материи. К концу работы телескоп должен просканировать «треть ночного неба» — гигантские массивы информации, в обработке которых как раз таки должны помочь такие симуляции, как Flagship 2.
Основные инструменты, которые использует 4,7-метровый «Евклид»: это 600-мегапиксельная камера видимого света (VIS) для получения четких изображений далеких галактик, 64-мегапиксельная инфракрасная камера и фотометр NASA (NISP) для измерения красного смещения галактик.
Несмотря на то, что команда ожидает, что наблюдения «Евклида» будут точно соответствовать прогнозам моделирования, вероятно, нас ждут сюрпризы. Flagship 2 работает на стандартной космологической моделиМодель Лямбда-CDM — современная космологическая модель, в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, кроме обычной барионной материи, темной энергией и холодной темной материей. Её часто называют стандартной моделью космологии большого взрыва, потому что она объясняет наличие и структуру космического микроволнового фона, крупномасштабную структуру скоплений галактик, распределение водорода, гелия, лития, кислорода в нашей Вселенной, а также ускорение расширения Вселенной, наблюдаемое по электромагнитному излучению от далёких галактик и сверхновых., но миссии, подобные «Евклиду», как раз таки призваны бросить вызов текущим знаниям.
«Мы уже видим признаки трещин в стандартной модели», — говорит Штадель.
В стандартной космологической модели темная энергия — это просто константа. Однако наблюдения «Евклида», который заглянет в прошлое на 10 млрд лет, могут выявить другие характеристики.
«Мы можем увидеть, как Вселенная расширялась в то время, и измерить, действительно ли эта константа оставалась постоянной», — добавляет Адамек.
Первые данные наблюдений «Евклида» были опубликованные в марте 2023 года , следующий «пак» информации обнародуют весной 2026-го. Ожидалось, что в мае 2027 года к «Евклиду» присоединится телескоп «Нэнси Грейс Роман» с 2,4-метровым зеркалом, который сможет увидеть более тусклые галактики, которые существовали, когда Вселенной было всего 2 млрд лет, впрочем его финальный статус неизвестен, поскольку администрация Трампа в бюджетном запросе призвала отменить проект
Каталог симуляций Flagship 2 доступен на платформе CosmoHub.
Источник: Space , Euclid Consortium