Gökbilimciler şimdiye kadarki en büyük kozmolojik bilgisayar simülasyonunu gerçekleştiriyor - Dünyadan Güncel Teknoloji Haberleri

Gökbilimciler şimdiye kadarki en büyük kozmolojik bilgisayar simülasyonunu gerçekleştiriyor - Dünyadan Güncel Teknoloji Haberleri
Bunun nedeni, evrendeki tüm maddenin yalnızca yüzde on altısını oluşturan sıradan maddenin yalnızca yerçekimini değil aynı zamanda gaz basıncını da hissetmesidir; bu da maddenin aktif kara delikler ve süpernovalar tarafından galaksilerden galaksiler arası uzaya doğru fırlatılmasına neden olabilir

Sıradan baryonik maddeyi (baryonik madde olarak da bilinir) de izleyen simülasyonlar çok daha zorludur ve çok daha fazla bilgi işlem gücü gerektirir Lisanslı CC-BY-4 DOI: 10 Arka plan görüntüsünün parlaklığı karanlık maddenin günümüzdeki dağılımını verirken, renk nötrinoların dağılımını kodlamaktadır

Teoriye göre, tüm evrenimizin özellikleri ‘kozmolojik parametreler’ adı verilen birkaç sayıyla (teorinin en basit versiyonunda altısı) belirleniyor

En büyük simülasyon, kenarları on milyar ışıkyılı olan kübik bir hacimde 300 milyar çözünürlük elemanı (küçük bir galaksinin kütlesine sahip parçacıklar) kullanır Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan her türlü adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir kısmı çoğaltılamaz Üstelik galaktik rüzgarların etkisini sınırlayan gözlemlerle karşılaştırarak ilgili belirsizlikleri ölçebilirler Eğer bunların hiçbiri gerilimleri açıklamaya yeterli olmazsa teorinin başı gerçekten dertte olacaktır 2023’ten)

Gökbilimciler makine öğrenimini kullanarak rastgele sanal evrenler için tahminlerde bulunabilirler


Arka plan görüntüsü, bir tarafta 2,8 Gpc’lik (9,1 milyar ışıkyılı) kübik hacim olan en büyük FLAMINGO simülasyonu aracılığıyla maddenin günümüzdeki dağılımını bir dilim halinde göstermektedir 0

Gökbilimcilerden oluşan uluslararası bir ekip, şimdiye kadarki en büyük kozmolojik bilgisayar simülasyonu olduğuna inanılan bir şeyi gerçekleştirdi; yalnızca karanlık değil, aynı zamanda sıradan maddeleri de (gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi) izleyerek bize evrenimizin nasıl evrimleşmiş olabileceğine dair bir fikir verdi Bu parametrelerin değerleri çeşitli yollarla çok hassas bir şekilde ölçülebilir org/news/2023-10-astronomers-largest-cosmological-simulation

Daha fazla bilgi:
Joop Schaye ve diğerleri, FLAMINGO projesi: büyük ölçekli yapı ve galaksi kümesi araştırmaları için kozmolojik hidrodinamik simülasyonlar, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri (2023) Buna ek olarak, biraz daha küçük ama yine de büyük hacimli simülasyonlarda galaktik rüzgarların gücü, nötrinoların kütlesi ve kozmolojik parametreler de dahil olmak üzere modelin parametrelerini değiştirdiler

Şimdiye kadar gözlemlerle karşılaştırma yapmak için kullanılan bilgisayar simülasyonları yalnızca soğuk karanlık maddeyi izliyor Katkıda bulunanlar: Josh Borrow, FLAMINGO ekibi ve Başak Konsorsiyumu Üstelik çok küçük ama kesin olarak bilinmeyen kütleye sahip atom altı parçacıklar olan nötrinoların katkısı da önemlidir ancak hareketleri şu ana kadar simüle edilmemiştir FLAMINGO gibi simülasyonlar, evrenimizin teorilerinden gelen tahminleri gözlemlenen verilere bağlayarak verilerin bilimsel olarak yorumlanmasında önemli bir rol oynamaktadır html adresinden alınmıştır Ayrıca büyük miktarda (sanal) veri, yeni teorik keşifler yapma ve makine öğrenimi de dahil olmak üzere yeni veri analizi tekniklerini test etme fırsatları yaratır ”

İlk sonuçlar, hem nötrinoların hem de sıradan maddenin doğru tahminler yapmak için gerekli olduğunu, ancak farklı kozmolojik gözlemler arasındaki gerilimleri ortadan kaldırmadığını gösteriyor Ekler, en büyük gökada kümesini merkeze alan ardışık üç yakınlaştırmayı göstermektedir; bunlar sırasıyla gaz sıcaklığını, karanlık madde yoğunluğunu ve sanal bir X-ışını gözlemini gösterir (Schaye ve ark Bu ‘gerilimler’ kozmolojinin standart modelinin (soğuk karanlık madde modeli) çöküşünün sinyali olabilir

Bu yöntemlerden biri, erken evrenden kalan soluk bir arka plan parıltısı olan kozmik mikrodalga arka plan ışımasının (CMB) özelliklerine dayanıyor

Gökbilimciler karanlık madde, sıradan madde ve nötrinolardaki yapı oluşumunu izleyen bir dizi bilgisayar simülasyonunu tamamladılar Ancak bu değerler, galaksilerin kütleçekim kuvvetinin ışığı bükme biçimine (merceklenme) dayanan diğer tekniklerle ölçülen değerlerle eşleşmemektedir



uzay-1

Yakın zamanda Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından başlatılan Öklid Uzay Teleskobu ve NASA’nın JWST’si gibi tesisler galaksiler, kuasarlar ve yıldızlar hakkında etkileyici miktarda veri topluyor Bunları büyük ölçekli yapı gözlemleriyle karşılaştırarak kozmolojik parametrelerin değerlerini ölçebilirler Doktora Öğrenci Roi Kugel (Leiden Üniversitesi) şöyle açıklıyor: “Galaktik rüzgarların etkisi, makine öğrenimi kullanılarak, nispeten küçük hacimlerdeki birçok farklı simülasyonun tahminleri, gözlemlenen gökada kütleleri ve gökada kümelerindeki gaz dağılımı ile karşılaştırılarak kalibre edildi

Bilgisayar simülasyonları, bilim adamlarını ölçümlerdeki olası önyargılar (sistematik hatalar) hakkında bilgilendirebileceği için bu gerilimlerin nedenini ortaya çıkarabilir

FLAMINGO simülasyonları, fizik yasalarına göre evrenin tüm bileşenlerinin (sıradan madde, karanlık madde ve karanlık enerji) evrimini hesaplar Leiden Üniversitesi’nden Matthieu Schaller şunları söyledi: “Bu simülasyonu mümkün kılmak için, hesaplama işini 30 bin CPU’nun üzerinde verimli bir şekilde dağıtan yeni bir kod olan SWIFT’i geliştirdik Simülasyon ilerledikçe sanal galaksiler ve galaksi kümeleri ortaya çıkıyor Araştırma lideri Joop Schaye (Leiden Üniversitesi), “Karanlık madde yerçekimine hakim olsa da, sıradan maddenin katkısı artık göz ardı edilemez” diyor, “çünkü bu katkı, modeller ve gözlemler arasındaki sapmalara benzer olabilir 1093/mnras/stad2419

Roi Kugel ve diğerleri, FLAMINGO: Büyük kozmolojik hidrodinamik simülasyonların makine öğrenimi ile kalibre edilmesi, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri (2023) İçerik yalnızca bilgilendirme amaçlı sağlanmıştır 1093/mnras/stad3107

Kraliyet Astronomi Topluluğu tarafından sağlanmıştır


Alıntı: Gökbilimciler şimdiye kadarki en büyük kozmolojik bilgisayar simülasyonunu gerçekleştiriyor (2023, 23 Ekim) 23 Ekim 2023 tarihinde https://phys Üç evraklar oldu yayınlanan içinde Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri: Biri yöntemleri açıklıyor, diğeri simülasyonları sunuyor ve üçüncüsü simülasyonların evrenin büyük ölçekli yapısını ne kadar iyi yeniden ürettiğini inceliyor

Bu galaksiler arası rüzgarların gücü, yıldızlararası ortamdaki patlamalara bağlıdır ve tahmin edilmesi çok zordur DOI: 10 DOI: 10 ”

FLAMINGO simülasyonları evrene kozmolojik gözlemlerden en iyi şekilde yararlanmaya yardımcı olacak yeni bir sanal pencere açıyor Bunun şimdiye kadar tamamlanmış sıradan maddeyle yapılan en büyük kozmolojik bilgisayar simülasyonu olduğuna inanılıyor ”

Araştırmacılar, kalibrasyon gözlemlerini en iyi tanımlayan modeli, farklı kozmik hacimlerde ve farklı çözünürlüklerde bir süper bilgisayarla simüle ettiler

Bu belge telif haklarına tabidir 1093/mnras/stad2540

Ian G McCarthy ve diğerleri, FLAMINGO projesi: S8 geriliminin ve baryonik fiziğin rolünün yeniden gözden geçirilmesi, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri (2023)