Астрономам впервые удалось максимально реалистично воссоздать эволюцию Вселенной посредством компьютерного моделирования, получившего названия «Illustris». Благодаря «Illustris» можно смоделировать 13 млрд лет космической эволюции в кубе со сторонами в 350 млн световых лет с беспрецедентным разрешением.
По словам ведущего автора исследований Mark Vogelsberger (MIT/Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), который проводил работу в сотрудничестве с учёными из нескольких учреждений, в том числе из Heidelberg Institute for Theoretical Studies в Германии, до сих пор ни одно моделирование не позволяло воссоздавать Вселенную одновременно в больших и малых масштабах.
О результатах проведенного моделирования сообщается в статье, опубликованной 8 мая 2014 года в журнале «Nature».
Предыдущим попыткам моделирования Вселенной препятствовали нехватка вычислительной мощности и сложности базовой физики. Как результат — используемые программы либо были ограничены в разрешении, либо были вынуждены фокусироваться лишь на небольшой части Вселенной. Более ранние моделирования также были сопряжены с трудностями, связанными с воссозданием сложной обратной связи от процессов звёздообразования, взрывов сверхновых и сверхмассивных черных дыр.
«Illustris» использует сложную компьютерную программу, дабы воссоздать эволюцию Вселенной с высокой точностью. Модели учитывают, как нормальную материю, так и темную. Для этого используется 12 млрд 3D пикселей, то есть элементы разрешения.
Команда посвятила 5 лет разработке программы «Illustris». Фактические расчеты заняли 3 месяца — было задействовано в общей сложности 8000 процессов, работающих параллельно. Если бы для проведения расчетов использовался обычный ПК, то на все расчёты потребовалось бы по меньшей мере 2000 лет.
Компьютерное моделирование начинает воссоздавать эволюцию Вселенной примерно по истечению 12 млн лет после Большого Взрыва. По мере достижения нынешнего этапа эволюции в «кубе» было смоделировано более 41 тысячи галактик. Важно отметить, что «Illustris» позволило максимально реалистично воссоздать форму спиральных галактик, таких как Млечный Путь, а также эллиптических галактик. В рамках моделирования также были построены довольно крупные структуры, такие как галактические пузыри и пустоты космической «паутины». В небольших масштабах безупречно воссоздана химия отдельных галактик.
