Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования

Популярная механикаНаука

Вычислить путь звезды: что программисты делают в астрофизике

Василий Макаров. Автор текста - Александра Федосеева

Астрофизику сегодня невозможно представить без компьютерного моделирования: ученые воссоздают на ЭВМ космические процессы, не доступные для наблюдения, чтобы ставить эксперименты и подтверждать теории. Математики из новосибирского Академгородка пишут программы, которые решают такие задачи в несколько раз эффективнее, чем зарубежные аналоги.

«Задачами астрофизики я занимаюсь с самого начала своей научной жизни, уже примерно 15 лет. За это время мы моделировали самые разные объекты: от звезд и галактик до космической паутины крупномасштабной структуры Вселенной», — рассказывает старший научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Игорь Михайлович Куликов. Сейчас он руководит проектом по суперкомпьютерному моделированию сверхновой типа 1а. Недавно статья об этом вышла в сборнике Supercomputing издательства Springer.

Постановка задачи

Сверхновая — это заключительный этап в жизни некоторых звезд; взрыв, самый сильный, какой только можно наблюдать в космосе. При этом звезда резко становится ярче на 4—8 порядков, а потом постепенно гаснет. Во время взрыва сверхновой выделяется колоссальное количество энергии, и вещество из внешней оболочки звезды распространяется на дальние расстояния, а из остатков образуются или нейтронная звезда, или черная дыра.

При взрыве сверхновой разлетаются продукты термоядерного синтеза, происходившего на протяжении существования звезды, — все жизненно важные химические элементы тяжелее гелия. Это причина эволюции химических веществ: из остатков сверхновых состоит практически все во Вселенной, включая людей.

Ученые исследуют излучение, которое достигает Земли через много лет после образования сверхновой, остатки от взрыва, а также потенциальные звезды-предшественники. На основании этих данных пишут уравнения и строят компьютерные модели, позволяющие наблюдать и исследовать процессы появления сверхновых в режиме реального времени.

«Сверхновая типа 1а рождается в результате взрыва белого карлика — старой звезды, от которой осталось только ядро. У белого карлика есть определенный предел массы, при котором он может существовать, — предел Чандрасекара, равный примерно 1,44 солнечных масс. Если масса белого карлика становится больше, его ядро начинает сжиматься, температура растет, запускается термоядерная реакция. В итоге — взрыв сверхновой, — говорит Игорь Куликов. — Это происходит в том случае, если у белого карлика есть звезда-компаньон, с которой он может слиться, и в результате увеличить свою массу».

Один из сценариев образования сверхновой типа 1а — это так называемый сценарий не центрального взрыва. «Предположительно, белый карлик может взорваться до того, как полностью срастется со своим компаньоном. В таком случае взрыв происходит на периферии, и остатки звезды будут распространяться преимущественно в одном направлении», — поясняет ученый. Эту идею высказал главный научный сотрудник Института астрономии РАН доктор физико-математических наук Александр Васильевич Тутуков, а коллектив ИВМиМГ СО РАН создал компьютерную модель такого сценария. Недавно она нашла подтверждение: в ноябре 2018 года в остатках взрыва сверхновой обнаружили остатки звезды-компаньона.

Ресурсы

Космические вычисления требуют мощной техники. Игорь Куликов, сидя в своем кабинете, использует ноутбук для доступа к суперкомпьютерам, расположенным несколькими этажами ниже. «Современные технологии позволяют работать на расстоянии. Многие научные сотрудники удаленно заходят на наш кластер, передают данные, задача считается, и полученный результат они уже анализируют на своих персональных компьютерах. Можно отправлять задачи в наш центр, находясь как на рабочем месте, так и в командировке или на отдыхе», — рассказывает руководитель Сибирского суперкомпьютерного центра ИВМиМГ СО РАН кандидат физико-математических наук Игорь Геннадьевич Черных. «Это Игорь нас имеет в виду, — улыбается его тезка. — Мы оба даже в отпуск берем рабочие ноутбуки».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию С днем рождения, English: забавные истории о том, как английский язык пришел в Россию

Как в СССР учили будущих разведчиков и чем славится «метод Чуковского»

Популярная механика
Анфиса Черных: «Если у парня нет чувства юмора - это «до свидания». Анфиса Черных: «Если у парня нет чувства юмора - это «до свидания».

Анфиса Черных - о жизни на острове и кино

Cosmopolitan
5 причин образования жира на животе 5 причин образования жира на животе

Привычки, которые способствуют образованию жира на животе и висцерального жира

ТехИнсайдер
Война пяти королей: полный гид по второму сезону Война пяти королей: полный гид по второму сезону

Подробный разбор второго сезона «Игры престолов»

Esquire
Лекарство от уныния: как философия помогает бороться с тревогой и внутренней пустотой Лекарство от уныния: как философия помогает бороться с тревогой и внутренней пустотой

Почему в мире бесконечных возможностей мы все чаще чувствуем тревогу, пустоту?

Forbes
Сценарист «Игры престолов» рассказал, какие серии пересмотреть перед премьерой финального сезона Сценарист «Игры престолов» рассказал, какие серии пересмотреть перед премьерой финального сезона

Вооружись знаниями перед началом нового сезона «Игры престолов»

Maxim
«Зарабатывать на детях подло»: Алена Водонаева о звездных мамах «Зарабатывать на детях подло»: Алена Водонаева о звездных мамах

36-летняя ведущая высказалась о заработках сына Яны Рудковской

Cosmopolitan
Мощнее, ещё мощнее Мощнее, ещё мощнее

5 знаменитых тюнинг-мастерских, делающих супер-внедорожники

4x4 Club
«Сейчас испытываем нехватку то одного, то другого миллиарда»: Алексей Мордашов о богатстве, работе по 12 часов, ошибках и диете «Сейчас испытываем нехватку то одного, то другого миллиарда»: Алексей Мордашов о богатстве, работе по 12 часов, ошибках и диете

Отрывок беседы с миллиардером Алексеем Мордашовым

Forbes
16 самых богатых бойцов ММА (спойлер: Макгрегор очень богат) 16 самых богатых бойцов ММА (спойлер: Макгрегор очень богат)

Кто они — самые богатые бойцы ММА в мире

Playboy
Как Аркадий Дворкович возглавил ФИДЕ: расследование FT Как Аркадий Дворкович возглавил ФИДЕ: расследование FT

Россия пыталась продавить избрание Дворковича президентом ФИДЕ

Forbes
Бабушка vs система Бабушка vs система

Как тверская пенсионерка меняет страну с помощью одиночных пикетов

Русский репортер
Илья Репин. В плену страстей Илья Репин. В плену страстей

История жизни Ильи Репина

Караван историй
Что нам мешает пережить расставание Что нам мешает пережить расставание

Какие факторы влияют на скорость восстановления после разрыва отношений

Psychologies
4 главных страха, которые мешают вам жить на максимуме 4 главных страха, которые мешают вам жить на максимуме

В чем причина нашей пассивности?

Psychologies
Boulevard Depo: «Моя главная цель — дожить до 28 лет» Boulevard Depo: «Моя главная цель — дожить до 28 лет»

Почему он не уважает The Flow, работает в одиночку и смеется над рэперами

Esquire
Звезда сериала «Кадетство» и вдова Евгения Евстигнеева внезапно умерла в 55 лет Звезда сериала «Кадетство» и вдова Евгения Евстигнеева внезапно умерла в 55 лет

Звездные подруги говорят, что актриса страдала от затяжной депрессии

Cosmopolitan
До последней капли До последней капли

Давай разбираться вместе, как правильно пользоваться сыворотками для лица

Лиза
В будущее на электросамокате: догонит ли Россия мировой тренд? В будущее на электросамокате: догонит ли Россия мировой тренд?

Сможет ли России поддержать всемирный тренд на микромобильность

Forbes
Последний из великих мастеров. Каким нам запомнился Георгий Данелия Последний из великих мастеров. Каким нам запомнился Георгий Данелия

Георгий Данелия стал одним из самых успешных режиссеров советского кино

Forbes
Приверженцы каплевидных бутылок Приверженцы каплевидных бутылок

Что бы там ни говорили, а у нас с японцами общий идеологический стержень

4x4 Club
Щупальца прогресса: как потребление ведет нас к кризису Щупальца прогресса: как потребление ведет нас к кризису

Apple, Google, Facebook, Amazon обрели неслыханное экономическое влияние

Популярная механика
Гуттаперчевый мальчик Гуттаперчевый мальчик

Главный комик страны Александр Гудков высмеивает легендарные обложки Esquire

Esquire
Йогатерапия для здоровья кишечника Йогатерапия для здоровья кишечника

Целительная последовательность йоги Айенгара

Yoga Journal
Россия уступила только Китаю по числу эмигрировавших миллионеров Россия уступила только Китаю по числу эмигрировавших миллионеров

Число уехавших из России долларовых миллионеров за год выросло в два раза

Forbes
Силуэт черной дыры на фоне ее раскаленного обеда: что на самом деле сфотографировали ученые в космосе (и зачем) Силуэт черной дыры на фоне ее раскаленного обеда: что на самом деле сфотографировали ученые в космосе (и зачем)

Кто, как и, главное, зачем сделал первый в истории снимок тени черной дыры?

Esquire
Назад к дикой природе Назад к дикой природе

Что мы ищем (и находим!) в дикой природе?

Psychologies
«Я закончил как предприниматель»: Сергей Галицкий об уходе из бизнеса, «отжатом» «Магните» и Мамаеве «Я закончил как предприниматель»: Сергей Галицкий об уходе из бизнеса, «отжатом» «Магните» и Мамаеве

Главные заявления основателя «Магнита» из первого интервью после продажи сети

Forbes
Гром и молния: как Никита Кучеров становится главной русской звездой в НХЛ Гром и молния: как Никита Кучеров становится главной русской звездой в НХЛ

Российский хоккеист проводит фантастически результативный сезон

Forbes
В начале была музыка В начале была музыка

Как Полу Маккартни удалось записать лучший альбом года

The Rake
Открыть в приложении