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 в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы Наука в мире фэнтези: как Брендон Сандерсон создает магические системы

Магия и наука – это полные противоположности? Нет!

Популярная механика
«Синдром белого халата»: стоит ли безоговорочно доверять врачам? «Синдром белого халата»: стоит ли безоговорочно доверять врачам?

Посещение врача заставляет немного нервничать

Psychologies
Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды

Что приводит к возникновению систем с миллисекундными пульсарами?

N+1
«Бизнес-план семейной жизни провалился, и я этому рад» «Бизнес-план семейной жизни провалился, и я этому рад»

Успешные бизнесмены работают и в офисе, и дома, и в отпуске

Psychologies
5 фраз, которые мгновенно выдают неуверенного в себе человека — и как научиться звучать уверенно 5 фраз, которые мгновенно выдают неуверенного в себе человека — и как научиться звучать уверенно

Каких именно слов и выражений стоит избегать, чтобы речь звучала тверже

VOICE
Четыре шага к вашему новому «Я» Четыре шага к вашему новому «Я»

Кажется, никогда еще начать работать над собой не было так просто — и так сложно

Psychologies
Таможня даёт добро Таможня даёт добро

Что даёт отмена пошлин на временный ввоз яхт в Россию

Robb Report
Заводите моторы! Заводите моторы!

Те самые мотоциклы, что в этом сезоне лишат нас сна и аппетита

Quattroruote
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
Ночной кошмар Илона Маска. Бренд Rivian создал конкурента Tesla Ночной кошмар Илона Маска. Бренд Rivian создал конкурента Tesla

Бренд Rivian предлагает электромобили для активного отдыха

Forbes
Дольче вита там, где я Дольче вита там, где я

Телеведущая Жанна Бадоева – о том, почему итальянцы любят русских женщин

Домашний Очаг
«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
Антон Севидов: Антон Севидов:

Солист Teslaboy о том, что хотел бы изменить в российской индустрии музыки

Cosmopolitan
Полуостров за полтриллиона: на что Россия потратила больше всего денег в Крыму Полуостров за полтриллиона: на что Россия потратила больше всего денег в Крыму

Стоимость крупнейших инфраструктурных объектов Крыма за последние пять лет

Forbes
«Я кайфую не от финиша, а от процесса»: юмористка Наталья Краснова о личном «Я кайфую не от финиша, а от процесса»: юмористка Наталья Краснова о личном

Интервью с самым смешным бьюти-блогером страны о самом главном

Cosmopolitan
Леонид Саблин, о том, как йога поменяла его жизнь Леонид Саблин, о том, как йога поменяла его жизнь

Интервью с Леонидом Саблиным о том, зачем нам всем нужно практиковать йогу

Cosmopolitan
12 футболистов, игравших под странными номерами 12 футболистов, игравших под странными номерами

После прочтения этой статьи ты сможешь осадить любого футбольного эрудита

Maxim
Такие же, как мы. Почему люди боятся человекоподобных роботов Такие же, как мы. Почему люди боятся человекоподобных роботов

Люди сначала симпатизируют человекоподобным роботам, а потом начинают бояться их

СНОБ
5 фактов о фильме «Миллиард» Романа Прыгунова 5 фактов о фильме «Миллиард» Романа Прыгунова

Уже 18 апреля вы можете посмотреть в кино ограбление по-русски

GQ
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
«Ловушка для Путина»: что думают в Вашингтоне о выдаче российских паспортов в ЛНР и ДНР «Ловушка для Путина»: что думают в Вашингтоне о выдаче российских паспортов в ЛНР и ДНР

Если восстановление Донбасса ляжет на российскую экономику, это станет кошмаром

Forbes
Торжество разума. Как застройщиков заставляют воспринимать жителей всерьез Торжество разума. Как застройщиков заставляют воспринимать жителей всерьез

За рубежом набирают силу «соглашения об общественной пользе»

Forbes
Михаил Гуцериев совершил одну из крупнейших сделок года на рынке недвижимости Подмосковья Михаил Гуцериев совершил одну из крупнейших сделок года на рынке недвижимости Подмосковья

Компания MLP Михаила Гуцериева покупает складской комплекс «Чехов-4»

Forbes
Нужна ли организму чистка? Нужна ли организму чистка?

Процедуры детокса сегодня очень популярны. Но всегда ли это приносит пользу?

Лиза
Гонка длиною в 6 лет: что стоит за слиянием сетей «Красное & Белое», «Бристоль» и «Дикси» Гонка длиною в 6 лет: что стоит за слиянием сетей «Красное & Белое», «Бристоль» и «Дикси»

История одной из самых загадочных сделок в российском ретейле

Forbes
О чем Владимир Путин может поговорить с Ким Чен Ыном О чем Владимир Путин может поговорить с Ким Чен Ыном

У России и КНДР есть общие интересы в сфере бизнеса

Forbes
Хиро нашего времени Хиро нашего времени

Британец Хиро Файнс-Тиффин разбивает сердца в мелодраме «После»

Vogue
Никаких «Фокусов» Никаких «Фокусов»

Ford уходит из РФ со всей легковой линейкой. Чем это чревато для автовладельцев?

АвтоМир
Российские военные овладели парапсихологией Российские военные овладели парапсихологией

О применении российскими военными методики боевой парапсихологии

Популярная механика
В горах мое сердце В горах мое сердце

На чем держится райская красота в горах

Вокруг света
Открыть в приложении