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

Нужно ли пить протеин, чтобы похудеть Нужно ли пить протеин, чтобы похудеть

Может ли протеиновый порошок помочь похудеть?

Популярная механика
Как Центробанк два года боролся за арест экс-владельца «Югры» Алексея Хотина Как Центробанк два года боролся за арест экс-владельца «Югры» Алексея Хотина

Бывший бенефициар банка Алексей Хотин отправлен под домашний арест

Forbes
За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению За 10 лет арктические дафнии не смогли приспособиться к потеплению

Почему особи бесполых дафний плохо переносят потепление

N+1
Что нужно знать о Никите Кучерове Что нужно знать о Никите Кучерове

Семь фактов о самом обсуждаемом российском хоккеисте сезона

GQ
8 доказательств того, что вы неправильно моете посуду: самые распространенные ошибки 8 доказательств того, что вы неправильно моете посуду: самые распространенные ошибки

Эти ошибки при мытье посуды влияют непосредственно на ваше здоровье!

ТехИнсайдер
Сила мысли Сила мысли

Как можно работать с мыслями — и почему стоит это делать

Yoga Journal
Как найти сломанную ДНК Как найти сломанную ДНК

Ученые установили, как фермент репарации NEIL-1 определяет участки ДНК человека

Популярная механика
Бабушка vs система Бабушка vs система

Как тверская пенсионерка меняет страну с помощью одиночных пикетов

Русский репортер
Как учит английский большинство российских школьников и к чему это может привести Как учит английский большинство российских школьников и к чему это может привести

В российских школах на обучение английскому уходит не менее семи лет

Psychologies
Кровь, сперма, молоко и Жюльет Бинош верхом на дилдо. Как понимать фильм «Высшее общество»? Кровь, сперма, молоко и Жюльет Бинош верхом на дилдо. Как понимать фильм «Высшее общество»?

Почему фильм «Высшее общество» вызвал такое противоречивое впечатление

Esquire
Слоны и машины: как работает современный цирк Слоны и машины: как работает современный цирк

Циркачи ищут новые способы развлекать публику

Популярная механика
Тихо играют наушники? Чиним на примере Huawei FreeBuds Тихо играют наушники? Чиним на примере Huawei FreeBuds

Если ваши наушники вдруг стали работать тихо, их можно починить

CHIP
Четыре стихии Четыре стихии

Практика развития баланса женской силы

Yoga Journal
С каких фраз начинать день, чтобы он прошел отлично? С каких фраз начинать день, чтобы он прошел отлично?

Слова, которые поднимут с постели и напомнят, что для нас самое главное

Psychologies
Народный автомобиль СССР: проект, убитый войной Народный автомобиль СССР: проект, убитый войной

КИМ-10 — автомобиль, который так и не стал народным

Популярная механика
Техника на грани фантастики: «Сухой» КР-860 Техника на грани фантастики: «Сухой» КР-860

В конце 1990-х годов в России мог появиться самый большой пассажирский самолет

Популярная механика
Кольца всевластия Кольца всевластия

Коллекция мужских колец Ива Гасту

The Rake
Неон-киллер Неон-киллер

Евгения Крегжде поразила нас в самое сердце

Maxim
Иду по приборам: первый серийный вертолет Ми-26Т2В Иду по приборам: первый серийный вертолет Ми-26Т2В

Холдинг «Вертолеты России» представил новейший военно-транспортный вертолет

Популярная механика
6 ситуаций, когда картой лучше не пользоваться (особенно, если на ней есть деньги) 6 ситуаций, когда картой лучше не пользоваться (особенно, если на ней есть деньги)

Даже если карта по-прежнему при тебе, не факт, что ты пользуешься ей один

Playboy
Блогер подала иск о защите репутации к Тинькофф банку на полмиллиона рублей Блогер подала иск о защите репутации к Тинькофф банку на полмиллиона рублей

Блогер Александра Баязитова и Тинькофф банк поссорились из-за ролика на YouTube

Forbes
5 важных моментов в третьей серии «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил 5 важных моментов в третьей серии «Игры престолов», которые ты скорее всего пропустил

Вот что нужно знать для понимания следующих серий «Игры престолов»

Maxim
Как выбрать ИБП для компьютера: в чем отличия и рейтинг лучших Как выбрать ИБП для компьютера: в чем отличия и рейтинг лучших

Как выбрать блок бесперебойного питания для компьютера и домашней техники

CHIP
Хорошо забытое старое Хорошо забытое старое

Для чего во Франкфурте-на-Майне восстановили средневековый облик центра города

Forbes
«Плохой муж, любящий папа»: почему нельзя запрещать детям любить отца «Плохой муж, любящий папа»: почему нельзя запрещать детям любить отца

Почему важно поддерживать детскую любовь к отцу?

Psychologies
Как бывшая компания Дерипаски борется за центр Петербурга Как бывшая компания Дерипаски борется за центр Петербурга

«Главстрой» не оставляет попыток заполучить лакомый кусок в центре Петербурга

Forbes
Великолепный век Анастасии Петровой Великолепный век Анастасии Петровой

Силой характера она может сравниться с героиней известного сериала

StarHit
Стоит ли платить ребенку за выполнение домашних обязанностей? Стоит ли платить ребенку за выполнение домашних обязанностей?

Допустимо ли вознаграждать ребенка за выполнение домашних дел

Psychologies
Кремль, Путину. Экс-владельца «Югры» арестовали после письма Набиуллиной президенту Кремль, Путину. Экс-владельца «Югры» арестовали после письма Набиуллиной президенту

Эльвира Набиуллина писала о ситуации с банком «Югра» Владимиру Путину

Forbes
Два товарища. Что сближает Ленина и Гитлера, кроме дат рождения? Два товарища. Что сближает Ленина и Гитлера, кроме дат рождения?

Нацизм и коммунизм воплощались в жизнь на единой предпосылке

СНОБ
Открыть в приложении