Galaxy-mallinnus on monimutkaista, ja etenkin kun eri tietokonemallit eivät ole yksimielisiä tekijöiden yhdistämisestä. Yhden uuden projektin nimeltä AGORA (Assembly of Galaxies of Resolved Anatomy) on tarkoitus ratkaista erot ja tehdä tuloksista entistä johdonmukaisempia. Periaatteessa hankkeen tavoitteena on verrata erilaisia koodeja toisiinsa ja myös havaintoihin.
"Galaktien muodostumisen fysiikka on erittäin monimutkaista, ja simuloitavien pituuksien, massojen ja aikataulujen valikoima on valtava", totesi Kalifornian yliopiston Santa Cruzin yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan professori Piero Madau. AGORA-ohjauskomitean puheenjohtaja.
”Yhdistät painovoiman, ratkaiset hydrodynaamisen yhtälöt ja sisällytät koodit kaasun jäähdytystä, tähtiä muodostamaan ja energian injektiota supernoovista. Kuukausien jälkeen, kun numero on murskattu tehokkaalla supertietokoneella, katsot tuloksia ja ihmettelet, onko luonto todella tekemässä vai ovatko jotkut tuloksista tosiasiallisesti artefakteja käyttämästäsi numeerisesta toteutuksesta. "
Tämä on erityisen tärkeää, kun on kyse mallinnuksesta tumman aineen vaikutusta maailmankaikkeuteen. Koska kokonaisuutta on vaikea nähdä ja siten tunnistaa, fyysikot luottavat malleihin ennakoidakseen sen vaikutusta galakseihin ja muihin tavallisemman aineen muotoihin.
”Yksi iso haaste on kuitenkin ollut astrofyysisten prosessien numeerinen mallintaminen maailmankaikkeuden laajassa mittakaavassa. Supertietokoneiden simulaatiot on suunniteltu kolmella eri kokoisella asteikolla, jotka liittyvät kolmeen eri ilmiöön: tähtimuodostukseen, galaksien muodostumiseen ja maailmankaikkeuden laajamittaiseen rakenteeseen ”, totesi Kalifornian yliopiston korkean suorituskyvyn tähtitieteellinen keskus.
Tämä tarkoittaa, että galaksien sisäpuolelle tulevilla tähtimalleilla on yksi tarkkuusasteikko - riittää katsomaan esimerkiksi siitä, mistä kaasu ja pöly on tehty -, mutta kun tarkastellaan koko maailmankaikkeutta, tietokone rajoittuu tarkastelemaan ”Tumman aineen yksinkertaiset gravitaatiovuorovaikutukset”, yliopisto lisäsi. Tietysti, mitä enemmän resoluutiota voi saada tietokonemallissa, sitä parempi - etenkin siksi, että tähteiden muodostumiseen vaikuttavat prosessit, kuten galaksien vuorovaikutus ympäröivän kaasun kanssa.
AGORA pyrkii ensin ”mallintamaan realistisen eristetyn levy galaksin” UCSC-tilat ja vertaa sitten käytettyjä koodeja nähdäkseen mitä ne keksivät. Voit lukea lisää hankkeen tavoitteista tästä Arxiv-esipainatuslehdestä (johtaa Kalifornian yliopisto, Santa Cruzin Ji-hoon Kim) tai AGORA-verkkosivustolta.
Lähteet: Kalifornian yliopisto Santa Cruz ja Kalifornian yliopiston High-Performance Astrocomputing Center.
