TNG50 je nejvíce detailní simulací vesmíru v dosavadní historii  
Simulace TNG50 vytvořila 13,8 miliard let historie výseku vesmíru o velikosti 230 milionů světelných let. Obsahuje desítky tisíc galaxií s úžasnými detaily. Její výpočty zabraly více než rok práce 16 tisíc procesorových jader německého superpočítače Hazel Hen.
Úžasný vesmír simulace TNG50. Kredit: TNG Collaboration.
Úžasný vesmír simulace TNG50. Kredit: TNG Collaboration.

Jak říkají astrofyzici, vznik a vývoj galaxií představuje složitý tanec mezi hmotou a energií. Odehrává se na jevišti obrovských proporcí a trvá miliardy let. Tenhle tanec nás fascinuje, ale naše znalosti o něm jsou omezené. Třeba průběh vývoje galaxií do dnešní podoby z chaosu Velkého třesku náleží k nejúpornějším záhadám dnešní kosmologie.


Dylan Nelson z německého institutu Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) v Mnichově a jeho kolegové hledali dopověď na tuto záhadu ve velice detailní kosmologické simulaci vývoje vesmíru. TNG50 je ve skutečnosti doposud nejdetailnější simulací vůbec z těch, které se zabývají velkou částí vesmíru. Tahle simulace stvořila vesmír o velikosti 230 milionů světelných let. Obsahuje desítky tisíc vyvíjejících se galaxií se skvělými detaily. Výpočty, na nichž je tato simulace založena, sledovaly osud více než 20 miliard jednotlivých „částic“, které představují temnou hmotu, kosmický plyn, hvězdy a supermasivní černé díry. Simulace TNG50 přitom vytvořila 13,8 miliard simulovaných let historie vesmíru.

Dylan Nelson. Kredit: MPA.
Dylan Nelson. Kredit: MPA.

 

Právě doposud nevídané detaily v podobném typu simulace poskytly autorům významné poznatky o historii našeho reálného vesmíru, včetně vzniku zvláštních tvarů galaxií nebo toho, jak exploze hvězd a působení černých děr ovlivňuje evoluci galaxií.


TNG50 je nejnovější simulací z franšízy projektu IllustrisTNG Project. Cílem tohoto projektu je v divácky velmi přitažlivých simulacích vesmíru co nejvíce objasnit vznik a evoluci našeho vesmíru, aniž bychom v takových simulacích museli obětovat úroveň detailního pohledu na strukturu jednotlivých galaxií. Právě simulace TNG50 má tak dobré rozlišení detailů v rozložení hmoty, že poskytuje zřetelný pohled na strukturu galaxií.

Zrození kupy galaxií v simulaci. Kredit: TNG Collaboration.
Zrození kupy galaxií v simulaci. Kredit: TNG Collaboration.


Je jasné, že tak detailní simulace nemalé části vesmíru nevznikla jenom tak. Jde o jednu z výpočetně nejnáročnějších simulací v historii. Výpočty pro TNG50 běžely na 16 tisících procesorových jader superpočítače Hazel Hen v německém Stuttgartu, po dobu více než jednoho roku. Systém s jediným procesorem by takovou simulaci počítal asi tak 15 tisíc let.


Navzdory této titánské námaze jsou autoři simulace přesvědčeni, že se jim to vyplatilo. Jak zdůrazňuje Nelson, podobné experimenty jsou nejúspěšnější, když se v nich vynoří něco, co tvůrci na počátku vůbec nezadávali. A právě to se povedlo i se simulací TNG50. Objevily se v ní fenomény, které nebyly výslovně naprogramovány. Vznikly samovolně, díky komplexním vztahům mezi základními stavebními prvky simulace. V jistém smyslu, a s velkou nadsázkou, simulace TNG50 vlastně ožila. A zároveň tyto emergentní, čili náhle spontánně vznikající fenomény, zřejmě mohou být klíčové pro pochopení historie a evoluce reálného vesmíru.


Simulace TNG50 je na světě, ale její výzkum rozhodně není u konce. Zatím prý šlo jenom o úvodní exkurze do simulovaného vesmíru. Badatelé budou pokračovat ve svém úsilí a půjdou pořádně do hloubky. Zároveň hodlají simulaci ZNG50 kompletně zveřejnit, aby si jejich virtuální vesmír užili zájemci po celém světě.

 

Video:  Formation of a single massive galaxy through time in the TNG50 cosmic simulation


Literatura
Live Science 19. 11. 2019.

Datum: 01.12.2019
Tisk článku

Živý vesmír - Kde jsme? Kdo jsme? Kam směřujeme? - Elgin Duane
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 257 Kč
Živý vesmír - Kde jsme? Kdo jsme? Kam směřujeme?
Elgin Duane
Související články:

Největší simulace vesmíru obsahuje 25 miliard virtuálních galaxií     Autor: Stanislav Mihulka (10.06.2017)
Illustris: The Next Generation je nejpokročilejší simulací vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (02.02.2018)
Umělá inteligence poprvé simulovala vesmír: Rychle, přesně a nikdo neví jak     Autor: Stanislav Mihulka (27.06.2019)



Diskuze:

Štěstí

Antonín Nezdvořák,2019-12-03 07:42:32

Proč naprogramují štěstí pro všechny a nikdo ať neodejde s prázdnou. (Stalker)
Nebo jednoduše nejbateriovější baterku.

Odpovědět

...

Jan Balaban,2019-12-03 06:43:32

Mali by dostať Nobelovu cenu za dobre platené hemženie.

Odpovědět

Novinka

Martin Černý,2019-12-02 16:11:30

To jsem nevěděl, že je vesmír jednorozměrný...

Odpovědět

Parametry superpocitace

Petr Slachta,2019-12-02 14:27:49

Podle toho by se dalo teoreticky spocitat, jake parametry ma ten Bozi superpocitac, na kterem bezi ten nas vesmir :-)

Odpovědět


Re: Parametry superpocitace

Petr Sekerák,2019-12-02 16:28:44

Bylo již zadáno, spočítáno a vyšlo 42.

Odpovědět


Re: Re: Parametry superpocitace

Pavel Nedbal,2019-12-02 18:47:48

Tohle je asi nejhodnotnější odpověď. Nic není třeba dodat.

Odpovědět


Re: Parametry superpocitace

leoš chvojka,2019-12-02 20:32:53

Skutečně, neberme si to osobně ale je to jenom simulace.

Odpovědět

Nesmyslné plýtvání

Václav Kadlec,2019-12-02 09:39:43

Myslím,že jde o nesmyslné plýtvání prostředky. Jak můžu simulovat systém, u kterého neznám víc jak 80% vstupních hodnot - temná hmota, temná energie? Dokonce ani netušíme, jestli byly přítomny i v ranné fázi vesmíru a jak se chovají v čase. U velmi složitého systému můžou i malé odchylky vstupních dat vést ke zcela rozdílným výsledkům. Takže za mě - totální nesmysl.

Odpovědět


Re: Nesmyslné plýtvání

Pepa Vondrák,2019-12-03 00:47:14

Proto je to simulace pane, když byste to znal celé, byla by to emulace, ale vlastně by postrádala smysl, kdybyste to znal, že? A ještě mohl bych se zeptat jak víte ta procenta, když to vlastně neví nikdo? No a poslední otázka, od kolika procent simulace tedy dává smysl, dle Vašeho názoru?

Odpovědět

Chapu to

Mojmir Kosco,2019-12-02 07:42:49

Správně ze supr pocitac pracoval jeden rok aby dostal divacky atraktivni simulaci?

Odpovědět

Peter Kasala,2019-12-02 07:41:34

Dobrá práce, nicméně jsem čekal že uvidím větší část vesmíru.

Tyhle simulace by měli potvrdit, že se veškerá hmota jednou ocitne v jediné té nejhmotnější černý díře jakou kdy vesmír poznal. Vznik černých děr a jejich krmení jim zvyšuje gravitační sílu což se projeví postupným přitahováním černých děr na velké vzdálenosti až vzniknou dvě poslední. Až se do finální černé díry dostane poslední částice hmoty vznikne rozkol mezi hmotou a (antihmotou?) a dalším velkým třeskem vznikne nový vesmír. Je to jenom úvaha z toho co člověk vidí :) mohlo by to tak fungovat že jo :D

Odpovědět


Re:

František Dobrota,2019-12-02 12:05:59

Asi (určitě) ne.

Odpovědět


Re: Re:

Daniel Konečný,2019-12-02 16:34:10

Takto určitě ne. Ale "Big crunch" je regulérní hypotéza o možném konci vesmíru. Sice se teď zdá, že "Big freeze" nebo "Big rip" jsou pravděpodobnější, ale může se dost dobře stát, že se kosmologická konstanta za pár (miliard) miliard let začne zmenšovat a vesmír se zase zcvrkne.

Odpovědět


Re:

Ludvík Urban,2019-12-03 10:08:59

Pise se tam, ze simulovali cca 13 miliard roku.
Jine simulace, zde na Oslu drive prezentovane, ukazaly, ze ke splynuti vsech tech atraktoru dojde az po 900 miliardach let.
Jestli vas to zajima, hledejte "Laniakea", "Shapley Attractor" ...

Odpovědět

Kyberiáda

Bedřich Mlíko,2019-12-02 02:19:30

Znáte to: " A nemohl by jsi mi to nakreslit?"
Ti nejchytřejší vymysleli zadání pro nejchytřejší počítač, který vyplivl nejchytřejší vesmír, který kdy vznikl, kromě toho skutečného. Nyní se budou ti nejchytřejší týmy chytrých snažit v tom nejchytřejším nesmyslu najít nějaký smysl.
Připadá mi to jako čekání na mesiáše, který je schopný vše pojmout a sdělit oč tu běží, a tak si zatím aspoň zamasturbujem. :D

Odpovědět


Re: Kyberiáda

Michal Lichvár,2019-12-03 11:08:38

Mesiasom je Plasma Universe.

Ano, uz tu s tym trochu trollujem, ale S0 (Ben Davidson) kazdy den prelieza odborne publikacie a poukazuje nato, ze cim dalej tym viac studii vychadza o tom, ze vo vesmire je dominantna sila elektromagneticka, nie gravitacna. Cize potom takato simulacia ako je v clanku spomina su fakt len vyhodene peniaze.

Odpovědět


Re: Re: Kyberiáda

Michal Lichvár,2019-12-03 16:01:29

tu je ich reakcia na tento výskum: https://youtu.be/WF9PhxVHIYI?t=216

Odpovědět

Hezké.

Luboš Santer,2019-12-01 19:52:41

Máme-li více než 20 miliard jednotlivých „částic“, a desítky tisíc vyvíjejících se galaxií, vychází něco přes 2M prvků na galaxii. Jo, má to "skvělé detaily". Ale uznávám, že tam nějaký posun je - přinejmenším v kvantitě.
Mimochodem, jak model simuloval temnou hmotu, když dodnes nikdo neví, co to je? Nebo mi něco uniklo?

Odpovědět


Re: Hezké.

Jakub Preclík,2019-12-01 22:19:23

je to opravdu jen muj odhad, dokonce pravy nefalsovany od oka. vidim ze galaxie ma rotacni krivku ocekavanou a ne plochou, jak byva namereno. na druhou stranu si jen tezko dokazu predstavit takhle komplexni a drahy vyzkum ktery by temnou hmotu zanedbaval. presto se ploche rotacni krivky prisuzuji prave vlivu halo kolem galaxie z temne hmoty. jako podpora pro tenhle nazor slouzi analyzy srazek galaxii. takze nerikam tak ani tak, ale na moje slova dojde :)

Odpovědět


Re: Hezké.

Daniel Konečný,2019-12-01 23:28:39

Sice nevíme, co to je, ale víme, jak se to chová. V simulaci to asi budou jednoduché hmotné body, nic víc.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace