Суперкомпьютеры создали «‎синтетическую вселенную» для будущих телескопов

Каково это — вглядываться в ночное небо и видеть миллионы галактик на огромной полосе космоса? Каково это — охотиться за мирами за пределами нашей солнечной системы или наблюдать огненную смерть звезд?

Ученые создали «синтетическую вселенную» с помощью суперкомпьютеров, чтобы предсказать, что увидят будущие супер-телескопы при наблюдении за космосом. Эти телескопы будут исследовать главные загадки космологии: темную энергию и темную материю, иногда объединяемые под названием «темная вселенная».

Новость появилась в день, когда космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) отмечает два года научных открытий. JWST оказал огромное влияние на астрономию, и ученые все еще работают над разгадкой некоторых удивительных находок.

Синтетическая вселенная, созданная с помощью суперкомпьютера Theta в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе, является частью проекта OpenUniverse . В этой симуляции создано почти 4 миллиона изображений, отражающих вселенную, как ее должны увидеть космический телескоп Нэнси Грейс Роман , который будет запущен в 2027 году, и обсерватория Веры Рубин , строящаяся в Чили.

Эти симуляции позволят ученым избежать некоторых сюрпризов, когда телескопы начнут исследовать вселенную, хотя наверняка они откроют и новые неожиданности. Работа, выполненная на суперкомпьютере Theta, заняла девять дней, что на обычном компьютере заняло бы около 300 лет. Результаты помогут направить будущие исследования темной материи и темной энергии, а также предоставят ученым предварительный обзор того, что можно будет изучать с помощью данных телескопов.

Телескопы Роман и Рубин, находящиеся на разных высотах и в разных условиях, будут исследовать темную энергию – загадочную силу, ответственную за ускоренное расширение вселенной. Темная энергия составляет около 68-70% от общей массы-энергии вселенной.

Проект OpenUniverse поможет ученым лучше понять сигнатуры темной энергии, которые будут видны на изображениях, полученных с Роман и Рубин. Это может означать, что даже слабые следы темной энергии могут привести к важным научным результатам с самого начала работы телескопов.

Телескопы также будут изучать темную материю, которая составляет около 26% оставшейся массы и энергии во вселенной. В отличие от обычной материи, темная материя не взаимодействует с светом или обычной материей, и ее присутствие можно определить только по гравитационным эффектам.

На данный момент они опубликовали 10-терабайтную часть полного пакета объемом 400 терабайт, а оставшиеся данные будут опубликованы этой осенью после их обработки.

Технологические и научные достижения, достигнутые благодаря симуляциям OpenUniverse, позволят ученым более точно интерпретировать данные, которые они получат с телескопов. Это важный шаг в подготовке к использованию реальных данных для глубокого понимания темной вселенной.