Modellering av galaxer är komplicerad, och ännu mer när olika datormodeller inte håller med om hur faktorerna samlas. Ett nytt projekt som heter AGORA (Assembling Galaxies of Resolution Anatomy) syftar till att lösa avvikelserna och göra resultaten mer konsekventa. I princip syftar projektet till att jämföra olika koder mot varandra och även mot observationer.
"Fysiken i galaxbildning är extremt komplicerad, och intervallet av längder, massor och tidsskalor som måste simuleras är oerhört", säger Piero Madau, professor i astronomi och astrofysik vid University of California, Santa Cruz och medordförande från AGORAs styrkommitté.
”Du införlivar tyngdkraften, löser ekvationerna mellan hydrodynamik och inkluderar recept för gaskylning, stjärnbildning och energiinjektion från supernovaer i koden. Efter månader med antal som krossat på en kraftfull superdator tittar du på resultaten och undrar om det är vad naturen verkligen gör eller om några av resultaten verkligen är artefakter av den specifika numeriska implementeringen du använde. ”
Detta är särskilt viktigt när det gäller att modellera effekten av mörk materia på universum. Eftersom enheten är svår för oss att se och därför identifiera, litar fysiker på modeller för att göra förutsägelser om dess effekt på galaxer och andra former av mer vanlig materia.
”En stor utmaning har emellertid varit att modellera astrofysiska processer numeriskt över det stora utbudet av storleksskalor i universum. Superdator-simuleringar är utformade med tre skalor i olika storlekar som är relevanta för tre olika fenomen: stjärnbildning, galaxbildning och universumets storskaliga struktur, ”konstaterade University of California High-Performance Astrocomputing Center.
Detta innebär att modeller av stjärnor som kommer att vara inne i galaxer har en upplösningsskala - tillräckligt för att titta på vad gasen och dammet är till exempel - men när man tittar på hela universumet är datorn mer begränsad till att titta på "Enkla gravitationsinteraktioner mellan mörk materia", tilllade universitetet. Naturligtvis, ju mer upplösning du kan få i en datormodell, desto bättre - särskilt eftersom stjärnbildningen påverkas av processer som hur galaxer interagerar med omgivande gas.
AGORA: s kommer först att sträva efter att "modellera en realistisk isolerad diskgalax" UCSC-stater och sedan jämföra koderna som används för att se vad de kommer fram till. Du kan läsa mer om projektets mål på detta Arxiv-förtryckspapper (ledat av University of California, Santa Cruz Ji-hoon Kim) eller på AGORA: s webbplats.
Källor: University of California Santa Cruz och University of California High-Performance Astrocomputing Center.
