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

Наука обучения: как лучше усваивать новые знания в целом и IT-навыки в частности Наука обучения: как лучше усваивать новые знания в целом и IT-навыки в частности

Эксперт — о том, как лучше изучать новое с научной точки зрения

Популярная механика
Ситуация с разводами Ситуация с разводами

Почему логомания и цветочные принты уступают в актуальности технике тай‑дай

Vogue
Парадокс Вселенной: почему измерения квантовых величин нашего мира не дают результатов Парадокс Вселенной: почему измерения квантовых величин нашего мира не дают результатов

На уровне мельчайших частиц наша Вселенная – удивительно тихое место

Популярная механика
Журнал Минобороны рассказал о том, что российские военные владеют боевой парапсихологией Журнал Минобороны рассказал о том, что российские военные владеют боевой парапсихологией

Спецназ тренируется телепатии на дельфинах и взламывает компьютеры силой мысли

Maxim
30 способов перезапустить свое тело 30 способов перезапустить свое тело

Полное руководство по тому, как выжать максимум из человеческого организма

kiozk originals
В царстве фьордов В царстве фьордов

Викинги, тролли и красивая природа... Какой же Норвегия оказалась на самом деле?

Лиза
Изображая голод Изображая голод

Имитаторы эффектов ограничения калорий – что это за вещества

Популярная механика
На линии арта На линии арта

Директор Музея Москвы о женском лидерстве и кошмарах музейных работников

Cosmopolitan
Как работают беспроводные наушники для телефона или телевизора? Как работают беспроводные наушники для телефона или телевизора?

Вечно запутывающиеся провода наушников остаются в прошлом

CHIP
Статус засекречен Статус засекречен

Скарлетт Йоханссон снова можно поздравить с обретением статуса невесты

Grazia
Аня Киселева об отказе от пластика, винтаже и бабушкиных шарфах Аня Киселева об отказе от пластика, винтаже и бабушкиных шарфах

Модель и гуру ЗОЖ рассказала о любимых джинсах и секрете хорошего самочувствия

Vogue
11 невероятных женщин с аутизмом и их истории, меняющие мир 11 невероятных женщин с аутизмом и их истории, меняющие мир

Удивительные и талантливые женщины с аутизмом

Playboy
Трудная нефть: зачем нефтяники уходят в цифру Трудная нефть: зачем нефтяники уходят в цифру

Каждая новая тонна нефти будет даваться все тяжелее и стоить все дороже

Эксперт
Экономика Железного трона: «Игра престолов» как бизнес-империя Экономика Железного трона: «Игра престолов» как бизнес-империя

Во сколько оценивается бренд «Игры престолов» и сколько шоу приносит HBO

Forbes
Как различные диеты отражаются на зубах — мнение стоматолога Как различные диеты отражаются на зубах — мнение стоматолога

Мы решили узнать мнение стоматолога по поводу разнообразных диет

Maxim
Обзор недорогого стедикама для смартфонов Hohem iSteady Mobile Обзор недорогого стедикама для смартфонов Hohem iSteady Mobile

Если вы хотите снимать крутые видео на смартфон, вам не обойтись без стедикама

CHIP
Салуки: «Бывают фильмы хорошие, а бывают как «Криминальное чтиво». Мне хочется быть «Криминальным чтивом» Салуки: «Бывают фильмы хорошие, а бывают как «Криминальное чтиво». Мне хочется быть «Криминальным чтивом»

Популярный продюсер, заделавшийся рэпером

Esquire
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
Как выбрать самые удобные кроссовки для повседневной носки: основные правила Как выбрать самые удобные кроссовки для повседневной носки: основные правила

Три главные заповеди повседневных кроссовок

Playboy
В стиле Фриды: 10 модных трендов, которые предсказала Кало В стиле Фриды: 10 модных трендов, которые предсказала Кало

Фрида Кало попала не только в историю живописи

Cosmopolitan
Создана новая онлайн-платформа для освоения навыков кибербезопасности Создана новая онлайн-платформа для освоения навыков кибербезопасности

«Лаборатория Касперского» представила в Москве новую платформу

CHIP
Как Как

Почему “Мстители: Финал” — это только начало

Esquire
Большие маленькие открытия Большие маленькие открытия

Внедорожники стали семиместными, что привело к появлению Land Rover Discovery

4x4 Club
Елизавета Туктамышева Елизавета Туктамышева

Самая упоминаемая российская спортсменка на чемпионат мира в Японию не поехала

Собака.ru
Как Marvel пришли к миллиардным сборам и почему студия обязана своим успехом одному человеку — Кевину Файги Как Marvel пришли к миллиардным сборам и почему студия обязана своим успехом одному человеку — Кевину Файги

Дела Marvel Studios не всегда шли так гладко

Esquire
Творческий вечер Творческий вечер

Никаса Сафронова лично прилетел поздравить брат Джулии Робертс

StarHit
«Я не люблю себе не нравиться» «Я не люблю себе не нравиться»

Интервью с Матильдой Шнуровой

OK!
Что нам мешает пережить расставание Что нам мешает пережить расставание

Какие факторы влияют на скорость восстановления после разрыва отношений

Psychologies
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
«Я удочерила племянницу» «Я удочерила племянницу»

Однажды случилось то, что заставило Ирину взять еще одного ребенка

Psychologies
Открыть в приложении