Суперкомпьютер в Германии воспроизвёл всю историю Вселенной |
Компьютерное моделирование помогает астрономам проверять верность современных представле- ний о космосе, особенно когда другие методы не дают четкой картины. Профессор Карлос Френк (Carlos Frenk) и его коллеги из британского университета Дарема (University of Durham) запустили проект под названием "Тысячелетие" (Millennium Run), в рамках которого будет про- ведено самое масштабное и детальное моделирование эволюции Вселенной. Учёные задействовали мощный суперкомпьютер, чтобы проиграть сценарий всего развития Вселен- ной от Большого Взрыва и до наших дней. Профессор Карлос Френк сообщил, что для проведения экс- перимента были фактически приостановлены все другие вычисления на одном из крупнейших супер- компьютеров. " Взамен мы получили копию космоса " - отметил он.
Данная модель включает ~ 10 миллиардов виртуальных частиц и объектов, прослеживая их переме- щения в объёме 2 миллиардов кубических световых лет, по мере того как Вселенная развивалась. В этой области поместились 20 миллионов виртуальных галактик ( из скопления в Деве ). В главный суперкомпьютер в Научном Центре им. Макса Планка (Garching, Germany) была загружена модель объ- ёмом 25 терабайт ( или 25*1012 байт ). Суперкомпьютеру потребовалось более месяца для воссоз- дания смоделированной эволюции Вселенной на отрезке времени ~ 13 миллиардов лет. Суперкомпьютер учел информацию о сведениях структуры реликтового излучения - заполнивших космос радиоволнах, сгенерированных вскоре после Большого Взрыва.
В основу модели были положены современные представления о физике пространства и времени, эле- ментарных частицах, данные космических наблюдений и, собственно, сама космологическая теория Большого Взрыва, которая является самой признанной ( хотя, нужно сказать, и не единственной ) те- орией, объясняющей эволюцию Вселенной. Расчеты подтверждают, что видимая часть Вселенной - галактики, квазары и другие объекты - состав- ляют не более 5 процентов ее массы. Остальное приходится на "темную материю" и "темную энергию", о которых в сущности известно достаточно мало. Сравнения между результатами расчётов и астрономическими наблюдениями уже помогают пролить свет на некоторые космические тайны. Наибольший интерес ученых вызвал этап формирования первых сверхмассивных черных дыр и га- лактик. Некоторые астрономы ранее сомневались, могли ли радиоисточники в отдалённых галакти- ках, квазары, сформироваться так быстро после Большого Взрыва, с учётом так называемой модели "холодной тёмной материи". Эксперимент "Millennium" показал, что первые SDSS-квазары образова- лись уже через несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва, что согласуется с данными современных наблюдений - с количеством и распределением этих объектов на звездном небе. В даль- нейшем вокруг массивных квазаров сформировались наиболее крупные галактики ( в центрах скопле- ний галактик ). Таким образом эта новая модель явилась очередным подтверждением существования темной энергии уже на первых этапах формирования структуры Вселенной. ссылки: A Simulation of the Whole Universe lenta.ru/news/2005/06/03/universe/_Printed.htm pparc.ac.uk/Nw/millennium_sim.asp compulenta.ru/2003/2/13/37541 anomalia.narod.ru/news3/071.htm
Жизнь вне Земли найдут по цвету |
TPF coronagraph Точное определение «цвета» планеты в далекой системе позволит астрономам не просто найти "двой- ников» Земли, но также сразу и с высокой вероятностью отобрать те из них, где уже есть жизнь. Одним из важнейших признаков планет в иных звездных системах, на которых может существовать жизнь, яв- ляется наличие у них атмосферы, содержащей кислород, водяные пары, а также метан. Тем не менее, эти вещества не обязательно имеют биологическое происхождение. Следовательно, для поиска жизни в иных системах необходимо воспользоваться также и другими, более жесткими, признаками.
Одним из таких признаков является так называемый «красный край», или «красный барьер» (Red Edge) - рост отражаемого от зеленых растений света в области так называемого «близкого инфракрасного ди- апазона». Растения, а также ряд микробов на Земле, очень хорошо отражают падающее на них излуче- ние в этом диапазоне. Это, в частности, связано с тем, что его поглощение могло бы привести к "пере- греву" зеленых растений в процессе фотосинтеза.
"Если бы наши глаза могли видеть инфракрасные лучи, растительность слепила бы нас, - поясняет Род- жер Нэйке (Roger Knacke), астроном из университета штата Пенсильвания. - Она отражает их, как ме- талл - видимые лучи".
Этот механизм широко используется специалистами в области дистанционного зондирования для вы- деления по спектральным данным растительности (т.е. зеленой биомассы). Так, по изображениям, по- лученным в красном и ближнем ИК-диапазонах, создаются карты так называемого «вегетационного ин- декса", которые фактически определяют относительное количество биомассы на разных участках повер- хности. Подобные снимки очень широко используются в современном земледелии. Компания Digital Globe предлагает на мировом рынке изображения участков Земли AgroWatch, которые строятся по дан- ным спутниковой съемки и характеризуют количество биомассы на различных ее участках.
Эти снимки, например, позволяют подбирать наиболее подходящий агротехнический режим, к приме- ру, для каждого дерева во фруктовом саду. Продукты на базе этой технологии благодаря своей невысо- кой цене уже кардинально изменили современное сельское хозяйство в передовых странах мира.
Характерными спектральными признаками обладают и другие виды живых организмов - водоросли, колонии бактерий, плесень. По всей видимости, Земля значительный период своего существования изобиловала подобными формами жизни — окаменелые микробы находят даже в породах, возраст ко- торых составляет 3,5 млрд. лет. Многоклеточные организмы появились, в сравнении с ними, совсем "недавно" - около 580 млн. лет назад, а собственно растения - лишь 450 млн. лет назад.
"Что касается Земли, то 80 - 85% всего времени, в течение которого на ней существует жизнь, на ней обитали лишь микробы, — поясняет г-н Нэйке. - Если на других планетах ситуация схожая, для разви- тия многоклеточных форм там также требуется немало времени. А характерная спектральная сигнатура микробов или растений может быть выделена".
Тем не менее, эта задача невероятно трудна. Как сообщает New Scientist, при построении модели г-на Нэйке исходил из предположения, что жизнь на другой планете распространена столь же широко, как на Земле - зеленые растения. По всей видимости, для подобного допущения есть основания - в отсутс- твии высших форм жизни ничто не будет сдерживать развитие одноклеточных. Но даже в этом случае микробы приведут к увеличению доли ближнего ИК-излучения, отражаемого планетой, всего на нес- колько процентов.
"Без сомнения, это будут очень сложные наблюдения", - считает он. Однако такие перспективные космические телескопы как Terrestrial Planet Finder-C (TPF-C) теоретически могли бы позволить обнару- жить характерные для жизни спектральные сигнатуры у планет, отстоящих от нас на расстоянии до 30 световых лет. В этих пределах есть около 200 звезд, у которых могли бы существовать подобные Земле планеты.
Похоже, "красный барьер" является универсальным признаком живых растений, считает Вес Трауб (Wes Traub), астроном из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра. Тем не менее, все эти теории базируются на одном-единственном примере - Земле. "Не вполне очевидно, что при развитии жизни на другой планете она создаст молекулу хлорофилла и механизм фотосинтеза», — указывает он. Кроме того, аналогичными характеристиками могут обладать экзотические горные породы и молекулы на других планетах, так что обнаружение подобного эффекта на самом деле еще мало о чем говорит.
Тем не менее, для поиска "красного барьера" - а также молекул кислорода и воды - и предназначен TPF-C, старт которого намечен на 2014 год, но вполне может оказаться отложенным по бюджетным соображениям.
"Если нам удастся получить отчетливый признак „красного барьера“, а также убедительные подтверж- дения того, что он не связан с какими-либо необычными породами или иными поверхностными мате- риалами, тогда мы получим действительно весомое подтверждение наличия жизни", - резюмирует он.
http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/05/30/178610![]()