| Часть серии по |
| Физическая космология |
|---|
 |
|
КатегорияПроект Illustris представляет собой непрерывную серию астрофизических симуляций, проводимых международным сотрудничеством ученых. [1] Цель состоит в том, чтобы изучить процессы образования и эволюции галактик во Вселенной с помощью всеобъемлющей физической модели. Первые результаты описаны в ряде публикаций [2] [3] [4] после широкого освещения в прессе. [5] [6] [7] Проект публично опубликовал все данные, полученные в результате моделирования в апреле 2015 года. В 2017 году был представлен следующий за проектом проект IllustrisTNG.
Illustris Simulation [ править ]
Обзор [ править ]
Первоначальный проект Illustris был выполнен Марком Фогельсбергером [8] и его сотрудниками как первое крупномасштабное приложение для формирования галактик нового кода Арепо Фолькера Спрингеля. [9]
Проект Illustris включает крупномасштабные космологические моделирования на эволюции Вселенной , охватывая начальные условия Большого взрыва , до сегодняшнего дня, 13,8 миллиарда лет спустя. Моделирование, основанное на наиболее точных данных и расчетах, доступных в настоящее время, сравнивается с фактическими данными о наблюдаемой Вселенной , чтобы лучше понять природу Вселенной , включая формирование галактик , темную материю и темную энергию . [5] [6] [7]
Моделирование включает в себя множество физических процессов, которые считаются критическими для образования галактик. К ним относятся образование звезд и последующая «обратная связь» из-за взрывов сверхновых, а также образование сверхмассивных черных дыр, потребление ими близлежащего газа и их многочисленные режимы энергетической обратной связи. [1] [4] [10]
Изображения, видео и другие визуализации данных для публичного распространения доступны на официальной странице СМИ .
Вычислительные аспекты [ править ]
Основное моделирование Illustris выполнялось на суперкомпьютере Curie в CEA (Франция) и суперкомпьютере SuperMUC в вычислительном центре Leibniz (Германия) . [1] [11] Всего потребовалось 19 миллионов процессорных часов при использовании 8 192 процессорных ядер . [1] Пиковое использование памяти составило примерно 25 ТБ ОЗУ. [1] Всего в ходе моделирования было сохранено 136 снимков, что в сумме составляет более 230 ТБ совокупного объема данных. [2]
Код под названием "Arepo" использовался для запуска моделирования Illustris. Его написал Фолькер Спрингель, тот же автор, что и код GADGET . Название происходит от площади Сатор . Этот код решает связанные уравнения гравитации и гидродинамики, используя дискретизацию пространства на основе движущейся мозаики Вороного . Он оптимизирован для работы на больших суперкомпьютерах с распределенной памятью с использованием подхода MPI .
Публикация данных [ править ]
В апреле 2015 года (через одиннадцать месяцев после публикации первых статей) команда проекта публично опубликовала все продукты данных по всем симуляциям. [12] Все исходные файлы данных могут быть загружены напрямую через веб-страницу выпуска данных . Сюда входят групповые каталоги отдельных ореолов и субгало, деревья слияния, отслеживающие эти объекты во времени, полные данные о частицах в 135 различных временных точках и различные дополнительные каталоги данных. В дополнение к прямой загрузке данных веб-API позволяет выполнять многие общие задачи поиска и извлечения данных без необходимости доступа к полным наборам данных.
Немецкая почтовая марка [ править ]
В декабре 2018 года имитация Illustris была признана Deutsche Post специальной маркой серии .
IllustrisTNG [ править ]
Обзор [ править ]
Проект IllustrisTNG , «следующее поколение», продолжающий оригинальную симуляцию Illustris, был впервые представлен в июле 2017 года. Проект был реализован группой ученых из Германии и США во главе с профессором Фолькером Спрингелем . [13] Во-первых, была разработана новая физическая модель, которая, помимо прочего, теперь включает магнитогидродинамику . Планируется три моделирования, разных объемов с разным разрешением. Промежуточное моделирование (TNG100) эквивалентно исходному моделированию Illustris.
В отличие от Illustris, он запускался на машине Hazel Hen в Центре высокопроизводительных вычислений в Штутгарте, Германия. Было задействовано до 25 000 компьютерных ядер.
Публикация данных [ править ]
В декабре 2018 года данные моделирования из IllustrisTNG были опубликованы. Служба данных включает интерфейс JupyterLab .
Галерея [ править ]
Марка почтовой службы Германии в честь моделирования Illustris (2018)
Галактики, предсказанные с помощью моделирования Illustris
IllustrisTNG: продолжение моделирования Illustris
См. Также [ править ]
- Вычислительная гидродинамика
- Крупномасштабная структура Вселенной
- Список программ космологических вычислений
- Миллениум Run
- Моделирование N- тела
- ВселеннаяМашина
Ссылки [ править ]
- ^ a b c d e Персонал (14 июня 2014 г.). «Моделирование Illustris - На пути к предсказательной теории формирования галактик» . Проверено 16 июля 2014 года .
- ^ a b Фогельсбергер, Марк; Genel, Shy; Спрингель, Фолькер; Торри, Пол; Сияцки, Дебора; Сюй, Дандан; Снайдер, Грег; Нельсон, Дилан; Эрнквист, Ларс (14 мая 2014 г.). «Представляем проект Illustris: моделирование совместной эволюции темной и видимой материи во Вселенной». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 444 (2): 1518–1547. arXiv : 1405.2921 . Bibcode : 2014MNRAS.444.1518V . DOI : 10.1093 / MNRAS / stu1536 . S2CID 16470101 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Генель, Shy; Фогельсбергер, Марк; Спрингель, Фолькер; Сияцки, Дебора; Нельсон, Дилан; Снайдер, Грег; Родригес-Гомес, Висенте; Торри, Пол; Эрнквист, Ларс (15 мая 2014 г.). «Моделирование Illustris: эволюция населения галактик в космическом времени». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 445 (1): 175–200. arXiv : 1405.3749 . Bibcode : 2014MNRAS.445..175G . DOI : 10.1093 / MNRAS / stu1654 . S2CID 18372674 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ a b Vogelsberger, M .; Genel, S .; Springel, V .; Torrey, P .; Sijacki, D .; Xu, D .; Снайдер, G .; Bird, S .; Nelson, D .; Эрнквист, Л. (8 мая 2014 г.). «Свойства галактик, воспроизведенные с помощью гидродинамического моделирования». Природа . 509 (7499): 177–182. arXiv : 1405.1418 . Bibcode : 2014Natur.509..177V . DOI : 10,1038 / природа13316 . PMID 24805343 . S2CID 4400772 .
- ^ а б Агилар, Дэвид А .; Пуллиам, Кристина (7 мая 2014 г.). «Астрономы создают первую реалистичную виртуальную вселенную - Выпуск №: 2014-10» . Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . Проверено 16 июля 2014 года .
- ^ a b Овербай, Деннис (16 июля 2014 г.). «Преследование теневой вселенной» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 16 июля 2014 года .
- ^ a b Nemiroff, R .; Боннелл, Дж., Ред. (12 мая 2014 г.). «Illustris Моделирование Вселенной» . Астрономическая картина дня . НАСА . Проверено 16 июля 2014 года .
- ^ «Физический факультет Массачусетского технологического института» . web.mit.edu . Проверено 22 ноября 2018 года .
- ^ Фогельсбергер, Марк; Сияцки, Дебора; Кереш, Душан; Спрингель, Фолькер; Эрнквист, Ларс (5 сентября 2012 г.). «Космология подвижной сетки: численные методы и глобальная статистика». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 425 (4): 3024–3057. arXiv : 1109.1281 . Bibcode : 2012MNRAS.425.3024V . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2012.21590.x . ISSN 0035-8711 . S2CID 118472303 .
- ^ Фогельсбергер, Марк; Genel, Shy; Сияцки, Дебора; Торри, Пол; Спрингель, Фолькер; Эрнквист, Ларс (23 октября 2013 г.). «Модель для космологического моделирования физики образования галактик». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 436 (4): 3031–3067. arXiv : 1305.2913 . Bibcode : 2013MNRAS.436.3031V . DOI : 10.1093 / MNRAS / stt1789 . ISSN 1365-2966 . S2CID 119200587 .
- ↑ Манн, Адам (7 мая 2014 г.). «Суперкомпьютеры моделируют Вселенную с беспрецедентной детальностью» . Проводной . Проверено 18 июля 2014 года .
- ^ Нельсон, Д .; Pillepich, A .; Genel, S .; Vogelsberger, M .; Springel, V .; Torrey, P .; Rodriguez-Gomez, V .; Sijacki, D .; Снайдер, Г.Ф .; Griffen, B .; Marinacci, F .; Блеча, Л .; Продажи, л .; Xu, D .; Эрнквист, Л. (14 мая 2014 г.). «Моделирование Illustris: публикация общедоступных данных». Астрономия и вычисления . 13 : 12–37. arXiv : 1504.00362 . Bibcode : 2015A&C .... 13 ... 12N . DOI : 10.1016 / j.ascom.2015.09.003 . S2CID 30423372 .
- ^ "Mitarbeiter | Max-Planck-Institut für Astrophysik" . www.mpa-garching.mpg.de . Проверено 22 ноября 2018 года .
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный веб-сайт
- Пресс-релиз - Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики (7 мая 2014 г.).
- Видео (06:44) - Моделирование "Illustris" на YouTube - Illustris-Project (6 мая 2014 г.).
- Видео (86:49) - «Поиск жизни во Вселенной» на YouTube - НАСА (14 июля 2014 г.)
