Гравитационное линзирование, часто называемое «космическими кривыми зеркалами», связано с явлением появления повторяющихся галактик, дуг и искривлённых форм, однако оно также может проявляться в более слабой форме.
Космическое искажение, вызванное крупномасштабной структурой Вселенной, едва заметно искривляет свет, но предоставляет ключи к пониманию роли тёмной энергии в развитии космоса. В своей работе учёные из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) предложили инновационный метод картографирования этого явления с использованием линейной алгебры, статистических методов и высокопроизводительных вычислительных технологий.
Исследовательская группа создала модель, которая преобразует данные симуляций космического искажения из отдельных точек в прогнозы для всего небесного свода, эффективно устраняя пробелы в наблюдениях. Этот подход обрабатывает массивы данных, в тысячу раз превышающие объёмы предыдущих методов. Основное внимание уделено расчёту конвергенции — показателя, демонстрирующего количество массы, вызывающей линзирование в данной области.
Источник: NASA, ESA, Michael Gladders (University of Chicago), Judy Schmidt
«Наши карты визуализируют конвергенцию в различных точках наблюдаемого сегмента неба, — объяснил Грег Сальябери, учёный LLNL и соавтор исследования. — Создавая такие карты для разных эпох (различных дистанций от нас), мы можем реконструировать историю развития структуры Вселенной и выявить влияние тёмной энергии».
Однако при увеличении объёмов данных вычисления становятся сложнее. С началом работы новых широкоугольных обзоров, таких как проект обсерватории имени Веры Рубин, потребуется масштабируемые методы для обработки экзабайтов информации. Для решения этой задачи учёные произвели оптимизацию модели так, чтобы она учитывала только ближайшие соседние данные к каждой точке вместо всех объектов наблюдения.
«Среда для вычислений и программный стек, позволяющие применять нашу модель на высокопроизводительных системах, разрабатывались более десяти лет, — заметил Мин Прист, соавтор исследования. — В их основе лежат библиотеки, предназначенные для решения задач экстремального масштаба».
На данный момент метод был протестирован на упрощённых симуляциях, которые не могут полноценно отразить всю сложность реальных астрономических данных. Команда планирует повышение универсальности подхода.
Данное исследование прокладывает путь к анализу данных будущих миссий, где точность и скорость обработки будут критически важны для изучения тёмной энергии.
Источник: iXBT
