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

5 космических технологий, которые теперь есть в ваших автомобилях 5 космических технологий, которые теперь есть в ваших автомобилях

Каждому уже удалось увидеть хотя бы частички космической технологии!

Популярная механика
Связные Путина: как миллиардеры и чиновники пытались подружить Россию с Трампом Связные Путина: как миллиардеры и чиновники пытались подружить Россию с Трампом

История попыток российских чиновников построить мост между Москвой и Вашингтоном

Forbes
Строительство на Марсе: как грибы и цианобактерии помогут развитию колоний Строительство на Марсе: как грибы и цианобактерии помогут развитию колоний

Для строительства на Марсе не понадобятся ракеты с рабочими материалами

ТехИнсайдер
Сборы в роддом: список необходимого Сборы в роддом: список необходимого

Чтобы чувствовать себя спокойно, нужно заранее собрать вещи для родильного дома

9 месяцев
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
По городу и просёлку По городу и просёлку

Тест шин Viatti Bosco All-Terrain

4x4 Club
Молодой любовник актрисы Натальи Лапиной оказался брачным аферистом Молодой любовник актрисы Натальи Лапиной оказался брачным аферистом

55-летняя звезда сериалов чуть не вступила в брак с мошенником

Cosmopolitan
Биография Сталина, мемуары генерала КГБ и история либерализма. Книги, которые советует Чубайс Биография Сталина, мемуары генерала КГБ и история либерализма. Книги, которые советует Чубайс

Глава «Роснано» Анатолий Чубайс назвал топ-10 книг, запомнившихся ему

Forbes
«Москвич-2140». Машина времени «Москвич-2140». Машина времени

Каково в Москве ездить на советском олдтаймере

АвтоМир
6 вещей, о которых опасно молчать у врача (твое здоровье под вопросом) 6 вещей, о которых опасно молчать у врача (твое здоровье под вопросом)

Задача врача — не осуждать тебя, а помочь

Playboy
Это Кавказ! Это Кавказ!

Приближающиеся майские праздники – отличное время для путешествий по Кавказу

Grazia
Что лучше всего спрашивать у девушки на первом свидании? Памятка из 9 вопросов Что лучше всего спрашивать у девушки на первом свидании? Памятка из 9 вопросов

Если будете придерживаться этой инструкции на свидании, все будет как по маслу

Playboy
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
Светлый феникс Светлый феникс

У Май­ли Сай­рус сго­рел дом, но без пожара не было бы свадьбы

Glamour
50 крупных компаний, которые используют блокчейн. Список Forbes 50 крупных компаний, которые используют блокчейн. Список Forbes

Спад интереса к криптовалютам — не повод ставить крест на технологии

Forbes
Учителя учителей Учителя учителей

Преподаватели йоги о своих учителях и о том, почему учитель — это так важно

Yoga Journal
4 главных страха, которые мешают вам жить на максимуме 4 главных страха, которые мешают вам жить на максимуме

В чем причина нашей пассивности?

Psychologies
Секрет девальвации: почему в 2014 году обвалился рубль Секрет девальвации: почему в 2014 году обвалился рубль

Forbes публикует отрывок из книги журналиста Bloomberg Евгении Письменной

Forbes
В защиту Кайли Дженнер. Существуют ли вообще миллиардеры, которые всего добились сами? В защиту Кайли Дженнер. Существуют ли вообще миллиардеры, которые всего добились сами?

Супермодель Кайли Дженнер попала в список Forbes в возрасте 21 года

Forbes
Как в России уничтожат бизнес. Законодательная фантазия Андрея Мовчана Как в России уничтожат бизнес. Законодательная фантазия Андрея Мовчана

Прогнозировать — значит фантазировать

Forbes
В США подросток заявил, что он — пропавший без вести Тимоти Питцен. Мальчика не могли найти восемь лет В США подросток заявил, что он — пропавший без вести Тимоти Питцен. Мальчика не могли найти восемь лет

Подросток сообщил полицейским, что он Тимоти Питцен, исчезнувший в 2011 году

Esquire
Фальшивки XXI века: чем опасны нелицензионные картриджи для принтеров Фальшивки XXI века: чем опасны нелицензионные картриджи для принтеров

Экономя на расходных материалах, легко вывести принтер из строя

Популярная механика
Наоми Кэмпбелл о расизме в моде и будущем темнокожих моделей Наоми Кэмпбелл о расизме в моде и будущем темнокожих моделей

Наоми Кэмпбелл выступила на CNI Luxury Conference, посвященной Африке

Vogue
Леброн Джеймс – владелец роскошной коллекции часов Леброн Джеймс – владелец роскошной коллекции часов

С ним может посоревноваться только Роберт Дауни-младший

GQ
От Загитовой до Монеточки: самые молодые номинанты в рейтинг Forbes «30 до 30» От Загитовой до Монеточки: самые молодые номинанты в рейтинг Forbes «30 до 30»

Самые молодые номинанты в рейтинг перспективных россиян до 30 лет

Forbes
Как приучить мужа заботиться о своем здоровье? Как приучить мужа заботиться о своем здоровье?

Почему человек не заботится о своем здоровье и как помочь ему измениться

Psychologies
Под прикрытием Под прикрытием

Что ни говори, а компания Ford умеет удивлять!

4x4 Club
Потому что мы банда Потому что мы банда

Группа MBAND — постоянные участники фестиваля «ЖАРА»

OK!
Дети, добро пожаловать в соцсети! Дети, добро пожаловать в соцсети!

Социальные сети стали безусловной частью жизни подростков

Psychologies
«Я отказалась от карьеры в пользу жизни» «Я отказалась от карьеры в пользу жизни»

Карьерному продвижению Эми Робертс предпочла жизнь менее стабильную и свободную

Psychologies
Открыть в приложении