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

Ткани со сверхвозможностями: материалы настоящего и будущего Ткани со сверхвозможностями: материалы настоящего и будущего

Культ тканей из природных волокон сменился восторгом от синтетических тканей

Популярная механика
9 способов зарядить телефон как можно быстрее (когда очень надо и срочно) 9 способов зарядить телефон как можно быстрее (когда очень надо и срочно)

Ты готов начать свой день, и — о нет: батарея разряжена

Playboy
На шаг ближе к колонизации: как искусственный интеллект помогает NASA изучать Марс На шаг ближе к колонизации: как искусственный интеллект помогает NASA изучать Марс

О том, как ИИ помогает исследовать Марс, и приведет ли он нас к прорыву

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

В чем причина нашей пассивности?

Psychologies
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
10 лучших розыгрышей XX века 10 лучших розыгрышей XX века

Если привычные каждодневные шуточки уже приелись, вдохновитесь этой статьей

Maxim
Леброн Джеймс – владелец роскошной коллекции часов Леброн Джеймс – владелец роскошной коллекции часов

С ним может посоревноваться только Роберт Дауни-младший

GQ
Кольца всевластия Кольца всевластия

Коллекция мужских колец Ива Гасту

The Rake
Взрослое кино: как заработать на российских фильмах Взрослое кино: как заработать на российских фильмах

Сегодня кинематограф становится бизнесом, на котором можно заработать

Forbes
Как главный социалист Америки Берни Сандерс заработал состояние в $2,5 млн Как главный социалист Америки Берни Сандерс заработал состояние в $2,5 млн

Сенатор Берни Сандерс известен своей левой риторикой и критикой богатых

Forbes
Агенты под прикрытием Агенты под прикрытием

Основательницы проекта FoodyFit, о «полезных» продуктах, которые делают нас хуже

Grazia
Сад Сад

Герои нашего досье про сад — люди, проектирующие парки и разбивающие сады

AD
«За здоровье товарища председателя». Как прошел первый визит Ким Чен Ына в Россию «За здоровье товарища председателя». Как прошел первый визит Ким Чен Ына в Россию

Ким Чен Ын впервые посетил Россию и сказал, что приедет еще

Forbes
Грузовик за восемь миллионов Грузовик за восемь миллионов

Тема тюнинга автомобилей не теряет своей актуальности

4x4 Club
Высокое напряжение Высокое напряжение

Jaguar I-Pace, который даже в России уже научился ездить из Петербурга в Москву

Quattroruote
Поединок Пса и Бриенны, смерть Оберина Мартелла и повзрослевшие Старки: полный гид по четвертому сезону Поединок Пса и Бриенны, смерть Оберина Мартелла и повзрослевшие Старки: полный гид по четвертому сезону

Вспоминаем все, что произошло в четвертом сезоне "Игры престолов"

Esquire
i61: «Я хочу обнулиться» i61: «Я хочу обнулиться»

Рэпер Федор Оралов (i61) подробно рассказал Esquire о новой музыке

Esquire
Почему отменили повторный приезд Тони Роббинса в Россию Почему отменили повторный приезд Тони Роббинса в Россию

Школа бизнеса «Синергия» решила отменить приезд Тони Роббинса в нашу страну

Forbes
Ценность впечатлений Ценность впечатлений

Импрессионисты и модернисты как самый стабильный сектор арт-рынка

Robb Report
Чего ждать от Рунета в следующие 25 лет? Колонка Дмитрия Гришина Чего ждать от Рунета в следующие 25 лет? Колонка Дмитрия Гришина

Представить сегодня Россию без того, что ей дал Рунет, уже невозможно

Forbes
Приверженцы каплевидных бутылок Приверженцы каплевидных бутылок

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

4x4 Club
Samsung QLED 2019: телевизор, который тебя удивит Samsung QLED 2019: телевизор, который тебя удивит

Телевизор Samsung QLED 2019 идеален во всем

Cosmopolitan
540 последних амурских тигров: как их спасти 540 последних амурских тигров: как их спасти

За последние 100 лет в мире стало на 96% меньше тигров

Популярная механика
За что поощрять сотрудников, чтобы не потерять лучших За что поощрять сотрудников, чтобы не потерять лучших

Кризис доверия и уважения — главная причина ухода хороших сотрудников

Forbes
Сад–алгоритм Сад–алгоритм

Укромный сад со сложной системой зонирования участка и хитроумной геопластикой

SALON-Interior
Замерзшие тайны рейха: что нацисты искали в советской Арктике Замерзшие тайны рейха: что нацисты искали в советской Арктике

Деревянные сваи и ржавые детали — все, что осталось от станции «Кладоискатель»

Популярная механика
Моя улица Моя улица

Вместо галерей у этих художников — городские стены

Собака.ru
Почему все в криптомире говорят о DeFi Почему все в криптомире говорят о DeFi

Как децентрализация в финансах может сделать банковскую систему открытой

Forbes
Золотые мячи. Что стало с футбольными проектами миллиардеров в России Золотые мячи. Что стало с футбольными проектами миллиардеров в России

Судьбы футбольных проектов из 2004-го, в истории которых отметились миллиардеры

Forbes
5 самых дорогих разводов миллиардеров в истории 5 самых дорогих разводов миллиардеров в истории

Какие миллиардеры при разводе расстались со значительными активами

Forbes
Открыть в приложении