Проект Illustris - Illustris project

Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
Эксперименты
  • Категория Категория
  • Крабовидная туманность.jpg Астрономический портал

В Проект Illustris представляет собой продолжающуюся серию астрофизических симуляции под управлением международного сотрудничества ученых.[1] Целью является изучение процессов формирование и эволюция галактик в вселенная с исчерпывающей физической моделью. Первые результаты описаны в ряде публикаций.[2][3][4] после широкого освещения в прессе.[5][6][7] В апреле 2015 года в рамках проекта были опубликованы все данные, полученные в результате моделирования. В 2017 году было представлено продолжение проекта IllustrisTNG.

Моделирование Illustris

Обзор

Оригинал Проект Illustris был выполнен Марк Фогельсбергер[8] и соавторы в качестве первого крупномасштабного применения нового кода Арепо Фолькера Спрингеля по формированию галактик.[9]

В Проект Illustris включает крупномасштабный космологический симуляции из эволюция вселенной, охватывающий начальные условия Большой взрыв, и по сей день, 13,8 миллиарда лет потом. Моделирование, основанное на самых точных данных и расчетах, доступных в настоящее время, сравнивается с фактическими результатами исследования. наблюдаемая вселенная чтобы лучше понять природу вселенная, включая формирование галактики, темная материя и темная энергия.[5][6][7]

Моделирование включает в себя множество физических процессов, которые считаются критическими для образования галактик. К ним относятся образование звезд и последующая «обратная связь» из-за взрывов сверхновых, а также образование сверхмассивных черных дыр, потребление ими близлежащего газа и их многочисленные режимы энергетической обратной связи.[1][4][10]

Изображения, видео и другие визуализации данных для публичного распространения доступны по адресу официальная страница СМИ.

Вычислительные аспекты

Главный Illustris моделирование проводилось на Суперкомпьютер Кюри в CEA (Франция) и Суперкомпьютер SuperMUC на Вычислительный центр Лейбница (Германия).[1][11] В общей сложности потребовалось 19 миллионов процессорных часов при использовании 8192 Ядра процессора.[1] Пиковое использование памяти составило примерно 25 ТБ ОЗУ.[1] В ходе моделирования было сохранено в общей сложности 136 снимков, что в сумме составляет более 230 ТБ совокупного объема данных.[2]

Код под названием "Arepo" использовался для запуска моделирования Illustris. Его написал Фолькер Спрингель, тот же автор, что и ГАДЖЕТ код. Название происходит от Площадь Сатор. Этот код решает связанные уравнения сила тяжести и гидродинамика используя дискретизация пространства на основе движущегося Мозаика Вороного. Он оптимизирован для работы на больших суперкомпьютерах с распределенной памятью с использованием MPI подход.

Публикация данных

В апреле 2015 года (через одиннадцать месяцев после публикации первых статей) команда проекта публично опубликовала все продукты данных по всем симуляциям.[12] Все исходные файлы данных можно напрямую загрузить через веб-страница выпуска данных. Сюда входят групповые каталоги отдельных ореолов и субгало, деревья слияния, отслеживающие эти объекты во времени, полные данные о частицах в 135 различных временных точках и различные дополнительные каталоги данных. Помимо прямой загрузки данных, веб-API позволяет выполнять множество стандартных операций поиска и извлечение данных задачи должны быть выполнены без необходимости доступа к полным наборам данных.

Немецкая почтовая марка

В декабре 2018 г. симуляция Illustris была признана Deutsche Post через специальную серию печать.

IllustrisTNG

Обзор

В Проект IllustrisTNG, «следующее поколение», продолжающее оригинальную симуляцию Illustris, было впервые представлено в июле 2017 года. Проект был реализован группой ученых из Германии и США во главе с Проф. Фолькер Спрингель.[13] Во-первых, была разработана новая физическая модель, которая, помимо прочего, теперь включает Магнитогидродинамика. Планируется три моделирования, разных объемов с разным разрешением. Промежуточное моделирование (TNG100) эквивалентно исходному моделированию Illustris.

В отличие от Illustris, он запускался на машине Hazel Hen в Центр высокопроизводительных вычислений, Штутгарт в Германии. Было задействовано до 25 000 компьютерных ядер.

Публикация данных

В декабре 2018 года данные моделирования из IllustrisTNG были опубликованы. Служба данных включает в себя JupyterLab интерфейс.

Галерея

  • Марка почтовой службы Германии в честь моделирования Illustris (2018)

  • Галактики, предсказанные с помощью моделирования Illustris

  • IllustrisTNG: продолжение моделирования Illustris

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Персонал (14 июня 2014 г.). «Моделирование Illustris - На пути к предсказательной теории формирования галактик». Получено 16 июля 2014.
  2. ^ а б Фогельсбергер, Марк; Genel, Shy; Спрингель, Фолькер; Торри, Пол; Сияцки, Дебора; Сюй, Дандан; Снайдер, Грег; Нельсон, Дилан; Эрнквист, Ларс (14 мая 2014 г.). «Представляем проект Illustris: моделирование совместной эволюции темной и видимой материи во Вселенной». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 444 (2): 1518–1547. arXiv:1405.2921. Bibcode:2014МНРАС.444.1518В. Дои:10.1093 / mnras / stu1536. S2CID  16470101.[постоянная мертвая ссылка ]
  3. ^ Genel, Shy; Фогельсбергер, Марк; Спрингель, Фолькер; Сияцки, Дебора; Нельсон, Дилан; Снайдер, Грег; Родригес-Гомес, Висенте; Торри, Пол; Эрнквист, Ларс (15 мая 2014 г.). «Моделирование Illustris: эволюция населения галактик в космическом времени». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 445 (1): 175–200. arXiv:1405.3749. Bibcode:2014МНРАС.445..175Г. Дои:10.1093 / mnras / stu1654. S2CID  18372674.[постоянная мертвая ссылка ]
  4. ^ а б Vogelsberger, M .; Genel, S .; Springel, V .; Torrey, P .; Sijacki, D .; Xu, D .; Снайдер, G .; Bird, S .; Nelson, D .; Эрнквист, Л. (8 мая 2014 г.). «Свойства галактик, воспроизведенные с помощью гидродинамического моделирования». Природа. 509 (7499): 177–182. arXiv:1405.1418. Bibcode:2014Натура.509..177В. Дои:10.1038 / природа13316. PMID  24805343. S2CID  4400772.
  5. ^ а б Агилар, Дэвид А .; Пуллиам, Кристина (7 мая 2014 г.). «Астрономы создают первую реалистичную виртуальную Вселенную - Выпуск №: 2014-10». Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. Получено 16 июля 2014.
  6. ^ а б Прощай, Деннис (16 июля 2014 г.). «Преследуя вселенную теней». Нью-Йорк Таймс. Получено 16 июля 2014.
  7. ^ а б Nemiroff, R .; Боннелл, Дж., Ред. (12 мая 2014 г.). "Illustris Моделирование Вселенной". Астрономическая картина дня. НАСА. Получено 16 июля 2014.
  8. ^ «Физический факультет Массачусетского технологического института». web.mit.edu. Получено 22 ноября 2018.
  9. ^ Фогельсбергер, Марк; Сияцки, Дебора; Кереш, Душан; Спрингель, Фолькер; Эрнквист, Ларс (5 сентября 2012 г.). «Космология подвижной сетки: численные методы и глобальная статистика». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 425 (4): 3024–3057. arXiv:1109.1281. Bibcode:2012МНРАС.425.3024В. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2012.21590.x. ISSN  0035-8711. S2CID  118472303.
  10. ^ Фогельсбергер, Марк; Genel, Shy; Сияцки, Дебора; Торри, Пол; Спрингель, Фолькер; Эрнквист, Ларс (23 октября 2013 г.). «Модель для космологического моделирования физики образования галактик». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 436 (4): 3031–3067. arXiv:1305.2913. Bibcode:2013МНРАС.436.3031В. Дои:10.1093 / mnras / stt1789. ISSN  1365-2966. S2CID  119200587.
  11. ^ Манн, Адам (7 мая 2014 г.). Манн, Дениз (ред.). «Суперкомпьютеры моделируют Вселенную с беспрецедентной детализацией». Проводной. Дои:10.36019/9780813564555. ISBN  9780813564555. Получено 18 июля 2014.
  12. ^ Nelson, D .; Pillepich, A .; Genel, S .; Vogelsberger, M .; Springel, V .; Torrey, P .; Rodriguez-Gomez, V .; Sijacki, D .; Снайдер, Г. Ф .; Griffen, B .; Marinacci, F .; Блеча, Л .; Продажи, л .; Xu, D .; Эрнквист, Л. (14 мая 2014 г.). «Моделирование Illustris: публикация общедоступных данных». Астрономия и вычисления. 13: 12–37. arXiv:1504.00362. Bibcode:2015A&C .... 13 ... 12N. Дои:10.1016 / j.ascom.2015.09.003. S2CID  30423372.
  13. ^ "Mitarbeiter | Max-Planck-Institut für Astrophysik". www.mpa-garching.mpg.de. Получено 22 ноября 2018.

внешняя ссылка