Фізики створили комп’ютерну модель епохи реіонізації. Це остання велика зміна форми матерії у Всесвіті. Вона відбувалася від 550 до 800 млн років після Великого вибуху. Нова модель містить процеси зворотного зв’язку.
Нова модель епохи реіонізації
Дослідники з університету Остіна у Техасі створили нову комп’ютерну модель епохи реіонізації. Вони змоделювали Всесвіт таким, яким він був через 600 млн років після Великого вибуху. В цей час однорідне середовище наповнилося ультрафіолетовим випроміненням, яке іонізувало матерію. Народилися перші зорі, що почали збиратися у галактики.
Однак вивчати цей процес надзвичайно складно, адже реліктового випромінювання тих часів збереглося мало. Тому дослідження відбуваються переважно на моделях. Остання з них складається з 81923 частинок темної матерії й такої ж кількості газових та радіаційних комірок. При цьому симулювалася взаємодія цих елементів упродовж 300 млн років.
Аби здійснити настільки масштабний проєкт, знадобилося 24 576 графічних і 131 072 звичайних процесори, з’єднаних із суперкомп’ютером Summit. При цьому процес обчислення займав 10 діб.
Що особливого у новій моделі?
За словами одного з авторів проведеного дослідження Пола Шапіро, нова модель відрізняється від попередніх не лише своєю масштабністю. Відстежування еволюції утворення та реіонізації галактик вимагає врахування процесу взаємного зворотного зв’язку. Випромінювання, що іде від галактик, нагріває середовище.
Це додаткове тепло, в свою чергу, стискає газ достатньо для того, аби чинити спротив гравітаційному тяжінню найближчих галактик. Оскільки інакше газ живив би зореутворення; зрештою, це призводить до зменшення кількості світил.
У попередніх моделях ці процеси розглядалися окремо. Однак нова симуляція здатна враховувати цю петлю зворотного зв’язку як єдине ціле. Завдяки цьому вдалося узгодити деякі розбіжності між теорією та спостережуваними даними. Зокрема, передбачення, зроблені з попередніх моделей, не збігалися зі спектром поглинання квазарів. Нова модель суперечностей зі спостереженнями не має.
За матеріалами Рhys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
