Проект, названный ExaSky, направлен на изучение эволюции и физики Вселенной, включая загадочную природу темной материи. «Во Вселенной есть два основных компонента: темная материя, которая взаимодействует только через гравитацию, и обычная материя, или атомная», — поясняет физик Салман Хабиб из Национальной лаборатории Аргонн, руководитель исследования.

Для создания симуляции команда учитывала гравитацию и сложные астрофизические процессы, такие как нагрев газа, образование звезд, черных дыр и галактик. Такие вычисления называются гидродинамическими космологическими симуляциями.

Симуляция охватила огромный объем космоса и включала миллиарды лет расширения Вселенной. Ученые смогли объединить математику и новейшие технологии для создания кода Hybrid Accelerated Cosmology, что стало возможным благодаря модернизации Frontier, который был признан самым быстрым суперкомпьютером в мире.

Одним из представленных результатов стала визуализация объема пространства размером 64 на 64 на 76 мегапарсеков (311 296 кубических мегапарсеков), где видна структура галактик. Этот объем составляет лишь 0,001% от общего объема симуляции, что подчеркивает ее грандиозный масштаб.

По словам астрофизика Бронсона Мессера из лаборатории Оук-Ридж, этот проект стал уникальным благодаря не только огромному размеру симулируемой области, но и высокой реалистичности включенных физических процессов. Добавление барионов и динамической физики позволило добиться беспрецедентной точности.

Хотя результаты симуляции еще не опубликованы, ученые ожидают, что проект ExaSky поможет глубже понять процессы, лежащие в основе формирования Вселенной, включая влияние темной материи. Работа также дает возможность напрямую сравнить смоделированные данные с современными наблюдениями, полученными крупными телескопами, такими как обсерватория Рубина в Чили.

Симуляция ExaSky показывает, как суперкомпьютеры нового поколения открывают новые горизонты в исследовании космоса, позволяя моделировать процессы, ранее считавшиеся невозможными для вычислений.