Консорциум телескопа «Евклид» опубликовал Flagship 2 — самую масштабную на сегодняшний день симуляцию Вселенной. Она содержит 3,4 миллиарда галактик, каждая из которых смоделирована с учётом 400 параметров, включая яркость, положение, скорость и форму. Эта симуляция разработана для помощи в интерпретации огромных объёмов данных, получаемых космическим телескопом «Евклид» Европейского космического агентства (ESA), ведущим наблюдения с июня 2023 года с беспрецедентным разрешением.

Расчёты, выполненные в 2019 году на суперкомпьютере Piz Daint Швейцарского национального центра суперкомпьютеров (CSCS) в Лугано (на тот момент — третьем по мощности в мире), заняли более 80% его вычислительных мощностей. В ходе расчётов отслеживались гравитационные взаимодействия четырёх триллионов частиц. На втором этапе эти структуры были заполнены галактиками, попадающими в поле зрения «Евклида», создав реалистичную модель того, что телескоп будет наблюдать.

Симуляция необходима для автоматизированного анализа данных, объём и скорость поступления которых требуют автоматической обработки. Методология интерпретации данных была разработана заранее именно с помощью подобных симуляций.

Каждая точка на изображении представляет галактику: синие точки обозначают галактики в центрах сгустков тёмной материи, а красные — их спутники.  Источник: Jorge Carretero & Pau Tallada, Port d'Informacio Científica / Euclid Consortium

Flagship 2 основана на стандартной космологической модели и учитывает современные знания о составе и эволюции Вселенной. Учёные ожидают, что наблюдения «Евклида» в целом подтвердят предсказанное в симуляции распределение материи. Однако, они также допускают неожиданные открытия, так как уже видны «трещины» в стандартной модели. «Евклид» способен выявить явления, не объяснимые в рамках существующей теоретической базы.

Задача миссии — пролить свет на природу тёмной энергии — силы, управляющей расширением Вселенной. В модели тёмная энергия представлена как константа, объясняющая расширение. Данные «Евклида» позволяют астрономам заглянуть на 10 миллиардов лет назад в космическую историю, изучить, как расширялась Вселенная в то время, и проверить, действительно ли эта константа оставалась постоянной. Хотя телескоп может не дать окончательных ответов, учёные уверены, что он приблизит к пониманию загадочной тёмной энергии.

Беспрецедентное разрешение «Евклида» позволяет обнаруживать даже небольшие искажения изображений галактик, вызванные гравитационным линзированием — эффектом, возникающим из-за искривления света в областях с высокой плотностью массы. Это помогает определить распределение тёмной материи. Спектроскопические измерения позволяют с высокой точностью определять расстояния до галактик. В результате создаётся трёхмерная карта галактик, охватывающая космическую сферу радиусом 10 миллиардов световых лет.

Ожидается, что «Евклид» также обнаружит редкие космические явления. Благодаря огромному охвату, вероятность обнаружения неожиданных или редких объектов высока. В марте «Евклид» опубликовал первые наблюдательные данные (Quick Data Release), представляющие лишь малую часть полного набора данных, но уже предоставившие новые сведения о космической сети и скоплениях галактик. Опубликование дальнейших наборов данных запланировано на весну 2026 года.

Подробнее на iXBT