относительности

Симулятор Вселенной научили теории относительности


Julian Adamek et al / Nature Physics

Физики из Университета Женевы впервые построили модель эволюциикрупномасштабных структур Вселенной, которая впервые учитывает релятивистские эффекты Общей теории относительности Эйнштейна. Работа ученых опубликована в журнале Nature Physics.

Ранее учеными в основном использовались алгоритмы на основе численного моделирования ньютоновской гравитации без учета релятивистских эффектов. При построении данной модели исследователи изучали релятивистские эффекты в современной стандартной космологической модели лямбда-CDM, согласно которой модели Вселенная заполнена не только барионной материей, но и темной энергией и холодной темной материей. Ученые написали код, который они назвали gevolution, основанный на общей теории относительности и выложили его в открытый доступ.

Для создания кода они проанализировали кубическую часть Вселенной, содержащую 6,7х1010 частиц и поделенную на 60 миллиардов зон, каждая из которых содержала по одной частице. С помощью программы LATfield2d, которая решила нелинейные дифференциальные уравнения в частных производных, и суперкомпьютера, находящегося в шведском национальном Супервычислительном центре, физики построили модель движения частиц относительно друг друга. В этой модели учитывалось такжеувлечение инерциальных систем отсчёта или эффект Лензе-Тирринга. В результате, ученые впервые получили модель движения частиц, которая принимает в расчет эффекты общей теории относительности.

Оказалось, что влияние релятивистских эффектов было незначительным, хотя все же присутствовало. Исследователи предполагают, что в будущем их код будет применим для построения моделей, где присутствуют топологические дефекты, темная энергия или релятивистские частицы, такие как нейтрино или горячая темная материя.

Под релятивистскими эффектами в теории относительности понимают изменения пространственно-временных характеристик тел при скоростях, соизмеримых со скоростью света, то есть свыше 300 000 километров в секунду. Учет Общей теории относительности важен для построения моделей эволюции Вселенной, так как, например, ньютоновская механика не учитывает такие объекты, как черные дыры.

comments powered by HyperComments

Author: fouad khcheich

Share This Post On
Top

Pin It on Pinterest

Share This

Share This

Share this post with your friends!