Дослідження космосу

Поведінка сонячних плям

Вченим вперше вдалося змоделювати поведінку сонячних плям за допомогою суперкомп'ютера. Про це повідомляє Space.com, а стаття дослідників з'явилася в журналі Science. В рамках роботи вчені створили модель регіону Сонця з розмірами 50 тисяч на 100 тисяч кілометрів глибиною 6 тисяч кілометрів. Для порівняння, діаметр Сонця становить понад 1,3 мільйона кілометрів.

Регіон був покритий точкової сіткою, яка містить понад 1,8 мільярда вузлів. Відстань між вузлами становило від 15 до 30 кілометрів. Для моделювання термодинамічних і електромагнітних процесів, а також процесів переносу матерії вчені використовували суперкомп'ютер, здатний виконувати 76 трильйонів операцій в секунду. Час роботи машини склало кілька тижнів.

В рамках роботи вчені змоделювали дві сонячні плями. В результаті їм вдалося встановити, що багато властивостей плям визначаються особливою конфігурацією магнітного поля в центрі цих об'єктів. Дослідники сподіваються, що їх результати дозволять вченим краще зрозуміти процес формування плям, які вважаються основними ознаками сонячної активності. В даний час Сонце поступово виходить із аномально тривалого періоду мінімуму активності.

Сонячні плями являють собою регіони, де потужні магнітні поля вириваються на поверхню світила. У цих місцях температура поверхні помітно нижче (4000 замість 5500 градусів за Цельсієм), тому вони темніші, ніж їх оточення.

Темна енергія

Космологи з Університету Кейс Вестерн Резерв в США і Катанійского університету в Італії створили точну модель еволюції Всесвіту за допомогою суперкомп'ютера. Нова симуляція підтвердила, що розширення космосу з прискоренням під дією темної енергії не є похибкою старих моделей. Результати опубліковані в журналі Physical Review Letters.

За словами вчених, дослідження допомагає вирішити спір про точність спрощеного моделювання. Загальна теорія відносності Ейнштейна пояснює гравітацію як викривлення простору-часу. Згідно рівнянням, гравітація може бути достатньою, щоб замкнути Всесвіт, іншими словами, стиснути її. При недостатній гравітації Всесвіт буде розширюватися вічно.Однако рішення рівнянь Ейнштейна в масштабі усієї світобудови було б неможливим без спрощень. Наприклад, раніше вчені припускали, що матерія рівномірно розподілена по всьому космічному просторі, а не концентрується у вигляді галактик. Зараз космологи моделюють розвиток Всесвіту, починаючи з невеликих областей, в яких під дією гравітації утворюються щільні структури. При цьому у великих масштабах Всесвіт залишається однорідним.

За допомогою симуляції вдалося з'ясувати, що області з високою щільністю не впливають значно на еволюцію Всесвіту, і таким ефектом можна буде знехтувати в майбутніх обчисленнях. Тому прискорене розширення і темна енергія не є результатом помилкових припущень космологов. Вчені вважають, що новий метод не змінить усталені погляди на еволюцію космосу. Однак робота допоможе пролити світло на ранні стадії Великого вибуху і поширення в просторі таких елементарних частинок, як нейтрино.

Темна енергія є гіпотетичну енергію, яка введена в математичну модель Всесвіту заради пояснення спостережуваного розширення з прискоренням.

Галактики

За допомогою суперкомп'ютера фахівці з США змоделювали формування галактик: кількість далеких світів виявилося меншим, ніж було прийнято вважати. Багато років вважається, що у Всесвіті тисячі дуже далеких, тьмяних галактик. Однак нове дослідження американських вчених, що використовують вже не телескоп «Хаббл», а суперкомп'ютер, показало зворотне. Так, команда з Університету Мічигану за допомогою суперкомп'ютера Blue Waters Національного наукового фонду США змоделювали формування галактик у ранньому Всесвіті. Виявилося, що переважна частина готових моделей увійшла в число яскравих галактик, тьмяними ж - і далекими - виявилося досить маленкькое кількість. Ад'юнкт-професор фізики і астрономії з Університету Мічигану Брайан О'Шеа так прокоментував результати дослідження: «У Всесвіті в 10-100 разів менше тьмяних галактик, ніж ми припускали».