Ученые смоделировали развитие нашей Галактики с момента ее зарождения

[Pietro]

Мне эта новость показалась интересной:

http://www.cnews.ru/news/comp/2002/08/08/20020808112015.shtml?Наука,стандарты,исследования




Ученые смоделировали развитие нашей Галактики с момента ее зарождения

• обсудить
• переслать
• распечатать





Природе понадобилось много миллиардов лет, чтобы сформировать Млечный путь, но ученым удалось сделать это за три месяца. Именно столько потребовалось для построения компьютерной модели развития нашей галактики с момента существования лишь облаков газа после рождения вселенной.




Руководитель проекта Лиза Райт (Lisa Wright) из Кембриджского университета говорит, что ранее созданные компьютерные модели изучали частные вопросы, например, как у галактики могли появиться спиральные "рукава" или как образовалась плотная центральная структура, характерная для спиральных галактик. Но исследователи никогда еще не воспроизводили картины рождения галактики.

Компьютерная модель включает 195 000 точек, представляющих газовые частицы. Кроме того, в расчет принимается наличие так называемой скрытой массы. Скрытая масса образует материал, который, по мнению ученых, существует, но никем еще не обнаружен. Расчеты показывают, что темная материя необходима для начала процесса формирования галактики и поддержания ее в равновесном состоянии.

В соответствии с моделью в скоплениях газовых частиц и скрытого вещества постепенно возникли регионы нестабильности. В нестабильной среде частицы начали объединяться под действием гравитации, образуя протогалактику. Затем газ начал остывать и зародились первые звезды. До момента появления четырех спиральных рукавов прошло еще более миллиарда лет.

"Через два миллиарда лет газ начал концентрироваться в центре галактики и образовал вытянутую область с повышенной плотностью вещества," - поясняет Лиза Райт. Сейчас астрономы наблюдают плотные зоны в других спиральных галактиках и полагают, что аналогичное скопление газа проходит через центр Млечного пути, хотя и не могут увидеть это непосредственно.

В результате моделирования возникла галактика размером в две трети нашей, больше, чем удалось получить в предыдущих экспериментах. Интересно, что в программу не вводились формулы для придания галактики спиральной дисковой формы. "Мы просто начали с гравитационной нестабильности в начале процесса и дали возможность материалу объединяться под действием гравитации," - рассказывает госпожа Райт, - "для формирования галактики мы включили в модель физические законы динамики газа".

Ученые говорят, что разработанная программа позволит воспроизвести процесс образования других галактик. Многие скопления звезд во вселенной выглядят не как классические спирали, а просто как эллиптические облака. Астрономы полагают, что многие эллиптические галактики являются результатом гигантских слияний, и возможно, что когда-нибудь наш Млечный путь потеряет свои спиральные рукава и примет другую форму после объединения с галактикой Андромеды. "С помощью компьютерных моделей мы сможем увидеть это событие во всех деталях, но проблема в том, что даже моделирование процесса образования спиральных рукавов потребовало около трех месяцев вычислений. Нам необходимо еще разработать статистические примеры, с помощью которых мы сможем испытать теорию слияния галактик," - отмечает г-жа Райт.

Источник:
по материалам сайта Space.com.

[bob]

Вот, благодаря таким бодрым дамам, как г-жа Лиза Райт и профанируется наука! :)модель галактики на 195000 пикселов! Подлог, господа. (Интересно, самим авторам не смешно было это публиковать?)Очень уверенный и наглый подлог, что характерно для современной западной науки. Надеюсь, помимо коммерческих игр в гранты и рейтинга публикаций, г-жа Райт занимается и настоящей наукой!

[Анатолий Волчков]

bob, не можете ли Вы подробнее обосновать, в чем Вы видите подлог? Если в количестве точек, то почему нельзя проинтегрировать и такое количетво? Современные компьютеры это вполне позволяют. Мне при прочтении материала показалось, что слишком мало точек, я бы использовал побольше.

[Vitall]

"This simulation includes 195,000 dark matter and gas particles, a grand total of 390,000 particles! Our mass resolution is 6x10^6 solar masses and spatial resolution is about 1 kpc."

Очень корявый и  непрофессиональный перевод, что характерно для русскоязычных СМИ.

[bob]

Тогда можно определить это явление мягче, чем я сделал в прошлый раз, если перевод был несколько тенденциозен. Всё равно эта игра мало имеет отношение к галактикам. Ценность подобных моделей невелика, ввиду недостаточности данных.

[Анатолий Волчков]

Ну почему же мала? Можно варьировать начальные условия и смотреть, получается ли реально наблюдаемая картина распределения вещества. Так можно оценить, достаточно ли хорошо мы понимаем механизмы функционирования Вселенной. Ведь модели и строятся для того, чтобы проверить наши теоретические представления.

[bob]

Да, но с тем же успехом галактику можно моделировать в стакане с утренним чаем, помешивая чаинки ложечкой... Можно назвать такие исследования научной смелостью, дерзостью человека перед лицом природы, но, мягко скажем, сомнительно сие.

[Анатолий Волчков]

Чаинки плавают в иной среде, нежели тела во Вселенной. В чашке действуют законы гидродинамики, на поверхности есть поверхностное натяжение, отсутствует аналог силы гравитации к центру Галактики, имеет место трение у стенок чашки. Так что аналогии никакой, лишь один общий процесс - вращение.

[bob]

Я имею в виду не чашку, а осторожность и ответственность исследователя. Не стал бы я публиковать такие результаты серъёзно.

[Анатолий Волчков]

Какие результаты? Про чашку или про ансамбль тел?

[an1440]

О стакане.

Мне пришлось быть свидетелемочень поучительного эксперимента.
Один товарищ за стаканом чаю обьяснял присутствующим принцип действия гидроциклона - устройства для отделения от жидкости тяжелых примесей.
- Вот смотрите: в стакане - чай, а вот я насыпаю ложку сахара - это будет "тяжелая примесь". Если теперь привести все во вращение (начинает мешать ложкой), то под действием центробежной силы тяжелые частицы...

Он хотел продолжить: ...отбрасываются к стенкам и..., но к этому времени сахар как раз уже собрался в центре стакана.

Подвела не совсем точная модель. Хотя настоящий гидроциклон в это время находился не более чем в 20 метрах и внешне был удивительно похож на стакан. (но с верхней крышкой и без воздуха)...

[polar]

Численный эксперимент в астрономии - мощное средство. Причем их много разных:
http://www.astronet.ru:8101/db/msg/1171264

Кстати только недавно на xTerre появился
интересный ремейк
(почему-то без ссылки на оригинал).
Там ребята приводят еще много интересных примеров
численных экспериментов.

Вообще сейчас появляются идеи, что ВСЮ науку
можно перевести на численный эксперимент.
Из самых известных людей этим активно Вольфрам
занимается. На Сайнтифик.Ру весной была хорошая новость про его новую книгу (и только сегодня
на форуме дали интересную ссылку на Амазон.ком
про книгу Вольфрама, сорри с этого компьютера на
Сайнтифик зайти не могу, поэтому прямых ссылок не даю).

[an1440]

Вообще сейчас появляются идеи, что ВСЮ науку
можно перевести на численный эксперимент.

По-моему ПОЛНОСТЬЮ все таки опасно. Всегда есть вероятность того, что или модель не вполне верная, или где-то ошибка чисто техническая. При проведении натурного эксперимента мать-природа сразу натыкает экспериментатора носом. В в случае чисто численного?

[polar]

Может я и загнул. Саму книгу Вольфрама я не читал.
По-крайней мере речь идет о замене теории численным экспериментом, причем конкретным типом-
клеточными автоматами. Уже и это сомнительная операция. По крайней мере сейчас мало у кого есть
достаточно интуиции, понимания и т.п., чтобы
отбросить существующие методы.

Эх, никак не пробьюсь ссылку кинуть.
В общем заходите на www.scientific.ru
идете в новости, затем вверху есть
"список всех новостей".
Где-то в мае была новость, начинающаяся словами типа "Я обнаружил трещину, проходящую через всю науку". Любопытно.

[bob]

Ну, пару дней назад, я написал в темах про скорость света и ЭМП то же самое.  Этих трещин развелось так много, что каждому по десятку хватит. Могу составить обзор, страниц на 100-200 убористого шрифта.

[Дмитрий Вибе]

Всё равно эта игра мало имеет отношение к галактикам. Ценность подобных моделей невелика, ввиду недостаточности данных.

Bob, а Вы не могли бы все-таки почетче сформулировать свою претензию к г-же Райт? Трудно судить по газетной заметке, а среди опубликованных работ данную я не нашел, но судя по всему для моделирования использовался метод сглаженных частиц, который сейчас в астрономии применяется очень широко, и галактики с помощью этого метода моделируют уже давно. Кстати, я думаю, что журналисты погорячились, назвав Райт руководителем проекта. Обычно к журналистам выталкивают студента (остальным по сроку службы это уже не положено), а журналисты, естественно, уверены, что к ним вышел самый главный.

О стакане. Некоторое время назад, а может быть, и сейчас, для исследования особенностей динамики вращения галактических дисков использовались эксперименты на "мелкой воде" -- по поведению тонкого слоя воды на вращающейся поверхности, как-то так, по-моему.

[bob]

Из того, что эксперименты проводят, не следует, что их стоит проводить. Из того, что их проводят давно не следует, что они куда-либо приведут. Представьте себе, что древний грек занялся бы численным моделированием сферы неподвижных звёзд, исходя из представления, что она состоит из чистого хрусталя. Вот это и будет госпожа Райт. Тот же грек, строящий систему эпициклов для ближних планет выглядит прогрессивнее - это, по крайней мере, будет иметь продолжение. Да, науку можно перевести на численный эксперимент, только что это будет за наука?

[Дмитрий Вибе]

Из того, что эксперименты проводят, не следует, что их стоит проводить.

А из чего вообще следует необходимость проведения экспериментов? Или их вообще не нужно проводить?

Из того, что их проводят давно не следует, что они куда-либо приведут.

Разумеется! Способность численного эксперимента привести куда-либо проверяется через его способность воспроизвести данные наблюдений. Практика -- критерий истины!

Представьте себе, что древний грек занялся бы численным моделированием сферы неподвижных звёзд, исходя из представления, что она состоит из чистого хрусталя. Вот это и будет госпожа Райт.

Если бы он (грек) начал численно моделировать хрустальную сферу, ему не с чем было бы сравнивать результаты своих расчетов, так как до сих пор эту сферу никому не удавалось наблюдать. Если бы он начал численно моделировать расположение звезд на хрустальной сфере, исходя, скажем, из упругих свойств хрусталя, он скоро из наблюдений понял бы несостоятельность этой модели и перешел на что-нибудь более продвинутое.

Тот же грек, строящий систему эпициклов для ближних планет выглядит прогрессивнее - это, по крайней мере, будет иметь продолжение. Да, науку можно перевести на численный эксперимент, только что это будет за наука?

То есть, г-жа Райт, в принципе, ни при чем. Вы просто вообще отвергаете численный эксперимент как метод исследования. Но почему? Главное, чтобы численный эксперимент не превращался в самоцель. Постоянно сверяйте результаты моделирования с результатами наблюдений, и численный эксперимент окажется не хуже реального.

[panov]

Галактику смоделировать в стакане и сделать компьютерную модель — две большие разницы в силу того, что в первом случае в качестве начальных условий присутствуют только заварка и сахар, а во втором — нечто более объёмистое — научный базис, будем надеяться. Иногда через эксперимент (мысленный, математический, компьютерный, на кончике пера, чёрт возьми) пытливые экспериментаторы выводят наблюдателей на открытие предсказанного.
Нет, что вы, не нужен эксперимент ни в каком виде...
bob, утверждение об антагонистичности теории и практики эффектно, но искусственно.

[polar]

Дима, дайте, пожалуйста им какую-нибудь
хорошую ссылку на Фридмана и др. с
хорошим моделированием галактики в стакане!
Интересная ж работа была!
Кстати, и пульсар в стакане моделировали.
Вроде как глитчи воспроизвели ...