„Halos Gone MAD“

Pin
Send
Share
Send

Vienas iš visatos ΛCDM modelio pasisekimų yra tai, kad modeliai gali sukurti struktūras, kurių masteliai ir pasiskirstymai yra panašūs į tuos, kuriuos matome „Space“ žurnale. Nors kompiuterinis modeliavimas gali atkurti skaitmenines visatas dėžutėje, aiškinti šias matematines aproksimacijas yra pats savaime iššūkis. Norėdami identifikuoti modeliuojamos erdvės komponentus, astronomai turėjo sukurti įrankius struktūros paieškai. Rezultatai buvo beveik 30 nepriklausomų kompiuterinių programų nuo 1974 m. Kiekviena žada atskleisti formavimo struktūrą Visatoje, surasdama regionus, kuriuose susidaro tamsiosios medžiagos halos. Norėdami išbandyti šiuos algoritmus, 2010 m. Gegužės mėn. Madride (Ispanija) buvo surengta konferencija pavadinimu „Haloes going MAD“, kurioje buvo išbandyta 18 iš šių kodų, kad būtų galima įsitikinti, ar jie gerai sudėti.

Skaitmeninis visatų modeliavimas, toks kaip garsioji Tūkstantmečio simuliacija, prasideda ne kas kita, kaip „dalelės“. Nors kosmologiniu mastu jų, be abejonės, buvo nedaug, tačiau tokios dalelės atspindi tamsiosios medžiagos pylimus, turinčius milijonus ar milijardus saulės masių. Laikui bėgant, jiems leidžiama sąveikauti tarpusavyje laikantis taisyklių, kurios sutampa su mūsų geriausiu fizikos ir tokios medžiagos pobūdžio supratimu. Tai veda prie besivystančios visatos, iš kurios astronomai turi naudoti sudėtingus kodus tamsiosios medžiagos konglomeracijoms, kurių viduje galėtų susidaryti galaktikos, nustatyti.

Vienas iš pagrindinių tokių programų naudojamų metodų yra ieškoti mažų perteklių ir tada auginti sferinį apvalkalą aplink jį, kol tankis sumažės iki nereikšmingo faktoriaus. Tada dauguma genės tūrio daleles, kurios nėra sujungtos gravitaciniu ryšiu, kad įsitikintų, jog aptikimo mechanizmas nebuvo naudojamas tik trumpam, trumpalaikiam klasteriui, kuris laikui bėgant subyrės. Taikant kitus metodus, reikia ieškoti kitų fazių erdvių dalelėms, kurių greitis yra netoliese (ženklas, kad jos yra surištos).

Norint palyginti, kaip sekėsi kiekvienas iš algoritmų, buvo atlikti du bandymai. Pirmasis apėmė sąmoningai sukurtų tamsiosios medžiagos halų su įterptais subhalokais seriją. Kadangi dalelės buvo paskirstomos tyčia, programų išvestis turėtų teisingai rasti halų centrą ir dydį. Antrasis testas buvo visavertis visatos modeliavimas. Tokiu atveju tikrasis paskirstymas nebūtų žinomas, tačiau vien dėl to, kad būtų galima palyginti tas pačias duomenų šaltinius, vienodų duomenų palyginimas leis palyginti skirtingas programas tame pačiame duomenų rinkinyje.

Abiejuose bandymuose visi ieškikliai paprastai sekėsi gerai. Pirmajame bandyme buvo tam tikrų neatitikimų remiantis tuo, kaip skirtingos programos apibrėžė halos vietą. Vieni ją apibūdino kaip tankio smailę, kiti - kaip masės centrą. Ieškodami subhalogų, atrodė, kad fazinės erdvės metodą taikantys subjektai galėjo patikimiau aptikti mažesnius darinius, tačiau ne visada nustatė, kurios dalelės iš tikrųjų yra surištos. Visiškam modeliavimui visi algoritmai suderinti ypač gerai. Dėl modeliavimo pobūdžio mažos svarstyklės nebuvo gerai vaizduojamos, todėl supratimas, kaip kiekvienas nustato šias struktūras, buvo ribotas.

Šių testų derinys nebuvo palankesnis nei vienam, nei kitam algoritmui ar metodui. Tai atskleidė, kad kiekviena iš jų veikia gerai. Galimybė turėti tiek daug nepriklausomų kodų, naudojant nepriklausomus metodus, reiškia, kad išvados yra nepaprastai patikimos. Jų perduodamos žinios apie tai, kaip vystosi mūsų visatos supratimas, leidžia astronomams atlikti esminius palyginimus su stebima visata, kad būtų galima išbandyti tokius modelius ir teorijas.

Šio testo rezultatai buvo surinkti į dokumentą, kuris bus paskelbtas artimiausiame Karališkosios astronomijos draugijos mėnesinių pranešimų numeryje.

Pin
Send
Share
Send