|
Картирование космосдвига для освещения темной энергии
|
|
|
|
Гравитационное линзирование часто создает изображения космического зеркала: повторяющиеся галактики, драматические дуги и искаженные формы. Но крупномасштабная структура, похожая на паутину, по всей Вселенной также искажает свет более слабым и неочевидным образом. Это явление, известное как космический сдвиг, может дать ключ к пониманию роли темной энергии в формировании Вселенной.
|
|
|
|
В недавнем исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) разработали инновационный подход к картографированию космического сдвига с использованием линейной алгебры, статистики и высокопроизводительных вычислений.
|
|
|
|
С помощью этой модели они преобразовали смоделированные данные о сдвиге в определенных точках в прогнозы сдвига по небу, эффективно заполнив пробелы в наблюдениях. Этот метод позволяет обрабатывать наборы данных, примерно в 1000 раз превышающие объем предыдущих подходов.
|
|
|
|
Команда сосредоточилась на количественной оценке сходимости - показателе того, какая масса отвечает за линзирование в данном месте.
|
|
|
|
"По сути, наши карты создают визуальное представление о сходимости в разных точках небесного светила, на которое мы смотрим", - сказал ученый и автор LLNL Грег Саллаберри. "Если мы построим эти карты конвергенции в разные моменты космического времени [на разных расстояниях от нас], мы сможем начать собирать воедино историю эволюции структуры во Вселенной и раскрыть роль, которую играет темная энергия".
|
|
|
|
|
|
|
Однако создание таких карт становится все более сложной задачей с точки зрения вычислений по мере роста объема данных. С появлением широкоформатных съемок нового поколения, таких как исследования, проводимые обсерваторией Веры К. Рубин, исследователям потребуется масштабируемый метод для обработки беспрецедентного объема данных.
|
|
|
|
Чтобы решить эту проблему, команда оптимизировала свою модель, сосредоточив внимание только на близлежащих точках данных. Каждое измерение сходимости рассматривалось как зависящее в первую очередь от ближайших соседей, а не привязанное ко всем другим точкам на небе.
|
|
|
|
"Вычислительная среда и программный стек, которые позволяют реализовать нашу модель в масштабе высокопроизводительных вычислительных систем, создавались десять лет", - сказал ученый и автор LLNL Мин Прист. "В лаборатории разработано множество программных библиотек общего назначения для решения крупномасштабных задач".
|
|
|
|
В исследовании использовались упрощенные данные моделирования, которые, возможно, не в полной мере отражают сложности астрономических наблюдений в реальном мире. Авторы стремятся сделать результаты более обобщенными в будущем.
|
|
|
|
"Конечная цель заключается в том, что мы хотим иметь метод и связанный с ним продукт, которые могут работать "из коробки" для создания карт сдвига в реалистичной среде", - сказал Саллаберри.
|
|
|
|
Источник
|
