stringtranslate.com

проект Иллюстрис

Проект Illustris представляет собой продолжающуюся серию астрофизических симуляций , проводимых международным сотрудничеством ученых. [1] Целью было изучение процессов формирования и эволюции галактик во Вселенной с помощью комплексной физической модели. Первые результаты были описаны в ряде публикаций [2] [3] [4] после широкого освещения в прессе. [5] [6] [7] Проект публично опубликовал все данные, полученные в результате моделирования в апреле 2015 года. Ключевыми разработчиками моделирования Illustris были Фолькер Спрингель (Институт Макса Планка по астрофизике) и Марк Фогельсбергер (Массачусетский институт астрофизики). Технологии). Система моделирования Illustris и модель формирования галактик использовались для широкого спектра дополнительных проектов, начиная с Auriga и IllustrisTNG (оба в 2017 г.), а затем Thesan (2021 г.), MillenniumTNG (2022 г.) и TNG-Cluster (будет опубликовано в 2023).


Иллюстрис моделирование

Обзор

Первоначальный проект Illustris был реализован Марком Фогельсбергером [8] и его сотрудниками как первое крупномасштабное применение нового кода Арепо Фолькера Спрингеля для формирования галактик. [9]

Проект Illustris включал в себя крупномасштабное космологическое моделирование эволюции Вселенной , охватывающее начальные условия Большого взрыва и до наших дней, 13,8 миллиарда лет спустя. Моделирование, основанное на наиболее точных данных и расчетах, доступных в настоящее время, сравнивается с фактическими данными наблюдаемой Вселенной, чтобы лучше понять природу Вселенной , включая формирование галактик , темную материю и темную энергию . [5] [6] [7]

Моделирование включало множество физических процессов, которые считаются критически важными для формирования 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 на официальной странице СМИ.

Вычислительные аспекты

Основное моделирование Illustris выполнялось на суперкомпьютере Curie в CEA (Франция) и суперкомпьютере SuperMUC в Вычислительном центре Лейбница (Германия) . [1] [11] Всего потребовалось 19 миллионов часов процессора при использовании 8192 ядер процессора . [1] Пиковое использование памяти составило примерно 25 ТБ ОЗУ. [1] В ходе моделирования было сохранено в общей сложности 136 снимков общим объемом данных более 230 ТБ. [2]

Для запуска моделирования Illustris использовался код под названием «Arepo». Его написал Фолькер Спрингел, тот же автор, что и код GADGET . Название происходит от площади Сатор . Этот код решает связанные уравнения гравитации и гидродинамики , используя дискретизацию пространства на основе движущейся мозаики Вороного . Он оптимизирован для работы на больших суперкомпьютерах с распределенной памятью с использованием подхода MPI .

Публикация данных

В апреле 2015 года (через одиннадцать месяцев после публикации первых статей) команда проекта публично опубликовала все данные всех симуляций. [12] Все исходные файлы данных можно загрузить напрямую через веб-страницу выпуска данных. Сюда входят групповые каталоги отдельных гало и субгало, деревья слияний, отслеживающие эти объекты во времени, полные данные о частицах в 135 различных моментах времени, а также различные дополнительные каталоги данных. Помимо прямой загрузки данных, веб-API позволяет выполнять многие распространенные задачи поиска и извлечения данных без необходимости доступа к полным наборам данных.

Немецкая почтовая марка

В декабре 2018 года симулятор Illustris был отмечен Deutsche Post маркой специальной серии .

Дополнительные проекты Illustris

Система моделирования Illustris использовалась в широком спектре дополнительных проектов, посвященных конкретным научным вопросам. IllustrisTNG: Проект IllustrisTNG, «следующее поколение», продолжение оригинальной симуляции Illustris, был впервые представлен в июле 2017 года. Группа ученых из Германии и США под руководством профессора Фолькера Шрингеля. [13] Во-первых, была разработана новая физическая модель, которая, среди прочего, включала в себя магнитогидродинамику , планировалось три моделирования, в которых использовались разные объемы с разным разрешением. Промежуточное моделирование (TNG100) было эквивалентно исходному моделированию Illustris. В отличие от Illustris, он запускался на машине Hazel Hen в Центре высокопроизводительных вычислений в Штутгарте, Германия. Было задействовано до 25 000 компьютерных ядер. В декабре 2018 года данные моделирования от IllustrisTNG были опубликованы. Служба данных включает интерфейс JupyterLab .Возничего: Проект Аурига состоит из масштабного моделирования гало темной материи, подобных Млечному Пути, с высоким разрешением, чтобы понять формирование нашей галактики Млечный Путь.Тесан: Проект Thesan представляет собой версию IllustrisTNG с переносом излучения, предназначенную для исследования эпохи реионизации.MillenniumTNG: MillenniumTNG использует модель формирования галактик IllustrisTNG в большем космологическом объеме для исследования массивного конца функции массы гало для детальных прогнозов космологических зондов.TNG-Cluster: набор моделей скоплений галактик с высоким разрешением.

Галерея

  • Марка Почтовой службы Германии в честь моделирования Illustris (2018 г.)
    Марка Почтовой службы Германии в честь моделирования Illustris (2018 г.)
  • Галактики, предсказанные с помощью моделирования Illustris
    Галактики, предсказанные с помощью моделирования Illustris
  • IllustrisTNG: продолжение моделирования Illustris
    IllustrisTNG: продолжение моделирования Illustris

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Персонал abcde (14 июня 2014 г.). «Моделирование Illustris — на пути к предсказательной теории формирования галактик» . Проверено 16 июля 2014 г.
  2. ^ аб Фогельсбергер, Марк; Генель, Шай; Спрингель, Волкер; Торри, Пол; Сиджаки, 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 . Бибкод : 2014MNRAS.444.1518V. doi : 10.1093/mnras/stu1536. S2CID  16470101.
  3. ^ Genel, Shy; Vogelsberger, Mark; Springel, Volker; Sijacki, Debora; Nelson, Dylan; Snyder, Greg; Rodriguez-Gomez, Vicente; Torrey, Paul; Hernquist, Lars (15 May 2014). "The Illustris Simulation: the evolution of galaxy populations across cosmic time". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 445 (1): 175–200. arXiv:1405.3749. Bibcode:2014MNRAS.445..175G. doi:10.1093/mnras/stu1654. S2CID 18372674.
  4. ^ a b Vogelsberger, M.; Genel, S.; Springel, V.; Torrey, P.; Sijacki, D.; Xu, D.; Snyder, G.; Bird, S.; Nelson, D.; Hernquist, L. (8 May 2014). "Properties of galaxies reproduced by a hydrodynamic simulation". Nature. 509 (7499): 177–182. arXiv:1405.1418. Bibcode:2014Natur.509..177V. doi:10.1038/nature13316. PMID 24805343. S2CID 4400772.
  5. ^ a b Aguilar, David A.; Pulliam, Christine (7 May 2014). "Astronomers Create First Realistic Virtual Universe - Release No.: 2014-10". Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Retrieved 16 July 2014.
  6. ^ a b Overbye, Dennis (16 July 2014). "Stalking the Shadow Universe". The New York Times. Retrieved 16 July 2014.
  7. ^ a b Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (12 May 2014). "Illustris Simulation of the Universe". Astronomy Picture of the Day. NASA. Retrieved 16 July 2014.
  8. ^ "MIT Department of Physics". web.mit.edu. Retrieved 22 November 2018.
  9. ^ Vogelsberger, Mark; Sijacki, Debora; Kereš, Dušan; Springel, Volker; Hernquist, Lars (5 September 2012). "Moving mesh cosmology: numerical techniques and global statistics". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 425 (4): 3024–3057. arXiv:1109.1281. Bibcode:2012MNRAS.425.3024V. doi:10.1111/j.1365-2966.2012.21590.x. ISSN 0035-8711. S2CID 118472303.
  10. ^ Фогельсбергер, Марк; Генель, Шай; Сиджаки, Дебора ; Торри, Пол; Спрингель, Волкер; Эрнквист, Ларс (23 октября 2013 г.). «Модель для космологического моделирования физики формирования галактик». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 436 (4): 3031–3067. arXiv : 1305.2913 . Бибкод : 2013MNRAS.436.3031V. doi : 10.1093/mnras/stt1789. ISSN  1365-2966. S2CID  119200587.
  11. ↑ Манн, Адам (7 мая 2014 г.). «Суперкомпьютеры моделируют Вселенную с беспрецедентной детализацией». Проводной . Проверено 18 июля 2014 г.
  12. ^ Нельсон, Д.; Пиллепич, А.; Генель, С.; Фогельсбергер, М.; Спрингель, В.; Торри, П.; Родригес-Гомес, В.; Сиджаки, Д. ; Снайдер, Г.Ф.; Гриффен, Б.; Мариначчи, Ф.; Блеча, Л.; Продажи, Л.; Сюй, Д.; Хернквист, Л. (14 мая 2014 г.). «Моделирование Illustris: выпуск общедоступных данных». Астрономия и вычислительная техника . 13 :12–37. arXiv : 1504.00362 . Бибкод : 2015A&C....13...12N. doi : 10.1016/j.ascom.2015.09.003. S2CID  30423372.
  13. ^ "Митарбайтер | Институт астрофизики Макса Планка" . www.mpa-garching.mpg.de . Проверено 22 ноября 2018 г.

Внешние ссылки