Hypothesis ng Simulasyon
Mga Simulasyonlarangan 2 ng 18

Astronomiya at kosmolohiya

Ang sansinukob mula sa unang mga minuto nito hanggang sa cosmic web, at ang mga bituin, planeta at black hole sa loob nito.

Hindi natin maaaring patakbuhing muli ang uniberso, kaya gumagawa ang mga astronomo ng mga modelo nito. Ang mga kosmolohikal na simulasyon ang pinakamalapit na tunay na bagay sa sukat na “buong uniberso” ng Sandbox. Nananatili silang kayang gawin dahil iisang particle ang kumakatawan sa humigit-kumulang isang milyong araw.

Ang uniberso sa kabuuan

Cosmological N-body

Dark matter bilang bilyun-bilyong particle, lumaki sa ilalim ng grabidad mula sa halos pare-parehong maagang uniberso tungo sa cosmic web ng mga hibla, pader at void.

Tanong na sinasagot nito: Lumalaki ba sa ating modelo ng uniberso ang parehong malakihang istrukturang nakikita ng mga teleskopyo?

Hindi kasama: Isang particle ang kumakatawan sa isang milyong araw, kaya walang mas maliit sa isang galaksiya ang talagang naroon.

Tumatakbo sa: mga 1017.5 FLOPS magaspang malaking bahagi ng isang pambansang supercomputer, sa loob ng ilang linggo.Mula: 1970 Ang 300-point na modelo ni Peebles ng pagbuo ng cluster ng galaksiya, isa sa pinakaunang; nagsimula ang mga N-body na takbo ng star cluster kay von Hoerner noong 1960

Mga partikulo at N-bodypinakamababang antas: Mga katawan

Pagbuo ng galaxy

Paglamig ng gas, pagbuo ng bituin at pagsabog ng supernova, at accretion ng black hole na nagtutulak ng mga outflow, na lahat ay patong sa ibabaw ng dark-matter web.

Tanong na sinasagot nito: Bakit may ganitong mga hugis at laki ang mga galaxy?

Hindi kasama: Kinakatawan ng mga tunable na sub-grid na panuntunan ang pagbuo ng bituin at feedback ng black hole, hindi hinango mula sa mga unang prinsipyo.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang malaking hiwa ng isang pambansang supercomputer, ilang linggong runtime.Mula: 1992 mga maagang pinagsamang gravity-plus-gas na simulation ng mga nabubuong galaxy.

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Big Bang nucleosynthesis

Ang unang dalawampung minuto, nang ang uniberso ay isang nuclear reactor na gumagawa ng hydrogen, helium at bakas ng lithium.

Tanong na sinasagot nito: Tumutugma ba ang mga hinulaang ratio ng elemento sa pinakamatandang gas na masusukat natin?

Hindi kasama: Ipinapalagay na ganap na homogeneous ang maagang uniberso, bagaman may maliliit itong inhomogeneity.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang isang laptop; ilang segundo ang buong kalkulasyon.Mula: 1967 Ang mga unang kinuwentang abundansya ng magagaan na elemento nina Wagoner, Fowler at Hoyle.

Mga differential equationpinakamababang antas: Subatomiko

Cosmic microwave background

Mga alon sa mainit na plasma ng batang sansinukob, na pinaandar pasulong sa oras hanggang ilabas ang liwanag 380,000 taon pagkatapos ng Big Bang.

Tanong na sinasagot nito: Anong mga kosmolohikal na parameter ang lumilikha ng padron ng mainit at malamig na batik na nakikita natin?

Hindi kasama: Ipinapalagay na tama ang karaniwang cosmological model at tanging ang maliit na hanay ng mga parameter nito ang ina-fit.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang isang desktop workstation; ilang minuto bawat parameter set.Mula: 1996 Mabilis na Boltzmann code nina Seljak at Zaldarriaga para sa microwave sky.

Mga differential equationMonte Carlopinakamababang antas: Mga field

Cosmic reionization

Ang ultraviolet na liwanag mula sa mga unang bituin at galaxy na kumakalat at nag-ionise sa neutral na hydrogen na pumupuno sa maagang uniberso.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang nag-reionise sa uniberso pagkatapos ng cosmic dark ages?

Hindi kasama: Ang mahihina at malalayong pinagmulang gumagawa ng karamihan ng ionising ay nasa ibaba pa rin ng direktang makikita ng anumang teleskopyo, kaya ekstrapolasyon ang bilang nila.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang malaking bahagi ng isang pambansang supercomputer, sa loob ng ilang linggo.Mula: 1999 mga maagang radiative-transfer na simulation ng mga unang ionised na bula.

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Intergalactic medium at ang Lyman-alpha forest

Ang manipis na gas na nakaunat sa pagitan ng mga galaxy, na pinapag-evolve sa ilalim ng grabidad at pag-init hanggang tumugma ang padron ng pagsipsip nito sa kumikislap na gubat ng mga linya sa spectrum ng malayong quasar.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karaming ordinaryong materya ang nasa gas sa pagitan ng mga galaksiya, at gaano ito kainit?

Hindi kasama: Nakasalalay sa mga palagay kung paano pinapainit ng ultraviolet na liwanag mula sa mga galaxy ang gas, na hindi direktang naoobserbahan.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang isang pambansa o unibersidad na cluster, mga linggo bawat na-simulate na volume.Mula: 1994 mga maagang hydrodynamic na simulation na umulit sa Lyman-alpha forest.

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Mga simulasyon ng wave dark matter

Ine-evolve ang uniberso na ang dark matter ay itinuturing na coherent na quantum wave na sumusunod sa mga equation ng Schrodinger at Poisson sa halip na klasikong particle.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang magiging hitsura ng istruktura ng kosmos kung ang dark matter ay isang napakagaang alon?

Hindi kasama: Dahil sa kinakailangang resolusyon ng alon, mahirap ang malalaking volume, at halos hindi isinasama ang mga baryon.

Tumatakbo sa: mga 1019 FLOPS magaspang Malalaking adaptive-mesh na simulation ng alonMula: 2014 Cosmic structure as the quantum interference of a coherent dark wave (2014) pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Mga constrained na simulation ng lokal na uniberso

Mga cosmological na takbo na ang mga paunang kondisyon ay inaayos para ang umunlad na volume ay magparami ng mga nakitang kapitbahay ng ating galaxy, kasama ang mga kalapit na kumpol.

Tanong na sinasagot nito: Masi-simulate ba natin ang aktuwal na mga istruktura sa paligid ng Milky Way sa halip na isang karaniwang patse ng uniberso?

Hindi kasama: Nagmumula ang mga limitasyon sa maingay na datos ng distansya, kaya estadistikal sa halip na eksakto ang tugma.

Tumatakbo sa: mga 1019 FLOPS magaspang Malalaking N-body o hydrodynamic na takbo mula sa constrained na paunang kondisyonMula: 2010 Constrained Local UniversE Simulations (CLUES) (2010) pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Mga cosmological emulator

Isang katamtamang hanay ng mamahaling cosmological na simulation ang ginagamit para sanayin ang mabilis na interpolator na humuhula ng mga estadistika gaya ng matter power spectrum para sa mga kalapit na halaga ng parameter.

Tanong na sinasagot nito: Mahuhulaan ba natin ang istruktura para sa libu-libong pagpili ng parameter mula sa ilang dosenang simulation lang?

Hindi kasama: Saklaw lang nito ang saklaw ng parameter at estadistikang pinagsanayan nito.

Tumatakbo sa: mga 1018 FLOPS magaspang Disenyo ng dose-dosenang N-body na takbo, saka halos libreng mga hulaMula: 2010 The Coyote Universe III: simulation suite and precision emulator (2010) pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga natutuhang emulatorpinakamababang antas: Mga field

Stellar population synthesis

Ang pinagsamang liwanag ng maraming henerasyon ng bituin na idinadagdag mula sa mga track at spectra ng ebolusyon ng bituin, para basahin ang edad, masa at kasaysayan ng pagbuo ng bituin mula sa mga kulay ng galaxy.

Tanong na sinasagot nito: Anong halo ng mga bituin ang nagbibigay ng kulay sa isang galaxy?

Hindi kasama: May sariling kawalang-katiyakan ang mga stellar track at spectral library, tulad ng sa mga huling yugto ng ebolusyon.

Tumatakbo sa: mga 109 FLOPS magaspang murang synthesis ng spectra, inuulit sa isang grid ng mga edad at metallicity.Mula: 1983 Ang spectral evolution ng mga galaxy ni Bruzual, mga sistemang early-type. pinagmulan

Mga patakaran at estadoMga differential equationpinakamababang antas: Mga patakaran

Galactic chemical evolution

Ang pag-ipon ng mabibigat na elemento sa isang galaxy sa paglipas ng panahon, mula sa pagpasok ng gas, pagbuo ng bituin, pagkamatay ng bituin at paglabas ng gas, na isinusulat bilang hanay ng magkakaugnay na rate equation.

Tanong na sinasagot nito: Paano naipon ng isang galaksiya ang bakal at oxygen nito?

Hindi kasama: Pinagsasama sa iilang libreng parameter ang paghahalo at daloy ng gas, kaya akma ang modelo pero hindi ito nakahuhula.

Tumatakbo sa: mga 108 FLOPS magaspang murang integrasyon ng rate-equation, na ini-scan sa iba't ibang parameter.Mula: 1968 Ang modelo ni Tinsley ng ebolusyon ng mga bituin at gas sa mga galaxy. pinagmulan

System dynamicsMga differential equationpinakamababang antas: Mga patakaran

Semi-analytic na pagbuo ng galaksiya

Mga galaxy na ipininta sa mga nagsasanib na halo ng isang dark-matter simulation na may simpleng tuntunin para sa paglamig, pagbuo ng bituin at feedback, sinusubaybayan ang bawat galaxy sa mababang gastos.

Tanong na sinasagot nito: Ilang galaksiya ng bawat laki ang tinitirhan ng mga halo ng dark matter?

Hindi kasama: Inaayos, hindi hinango, ang mga resipe para sa pagbuo ng bituin at feedback.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang mga tuntuning inilapat sa milyun-milyong merger tree, mas mura nang husto kaysa hydrodynamics.Mula: 1993 Pagbuo ng galaksiya sa loob ng nagsasanib na mga halo ng dark matter nina Kauffmann, White at Guiderdoni. pinagmulan

Simulasyon ng self-interacting dark matter

Mga dark-matter particle na pinahihintulutang magbanggaan at magtalsikan sa isa't isa, kaya pumapatag ang mga ubod ng halo at nagbabago ng hugis ang mga satellite, sinusubok laban sa mga obserbasyon ng galaxy.

Tanong na sinasagot nito: Nagbabanggaan ba ang mga dark-matter particle, at pinalalambot ba nito ang mga ubod ng galaxy?

Hindi kasama: Malayang numero ang cross-section, at maaaring gayahin o itago ng baryonic feedback ang parehong core.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang Mga N-body na takbo na may idinagdag na hakbang ng scattering.Mula: 2000 Ang weakly self-interacting dark matter at ang istruktura ng dark halo nina Yoshida, Springel, White at Tormen. pinagmulan

Mga partikulo at N-bodypinakamababang antas: Mga field

Cosmological simulation na may mga neutrinong may masa

Mga neutrino na may maliit na masa na idinagdag sa takbo ng pagbuo ng istruktura bilang mga particle o grid fluid, para masukat ang epekto sa paglago ng cosmic web.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kalaki ang pagpapabagal ng masa ng neutrino sa paglago ng istruktura ng kosmos?

Hindi kasama: Ginagawang maingay ng thermal noise mula sa mga neutrino ang mga particle scheme, at hindi rin alam ang masa nila.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang mga takbo ng N-body na malaki ang volume, na may idinagdag na bahaging neutrino.Mula: 2008 Ang epekto ng thermal na galaw ng neutrino sa non-linear na matter power spectrum nina Brandbyge, Hannestad, Haugboelle at Thomsen. pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Pagbuo ng istruktura sa modified gravity

Mga N-body na takbo kung saan lumilihis ang grabidad sa general relativity sa malalaking sukat, na may screening mechanism na nagpapanumbalik nito sa malapit, para masuri kung may mga bagong puwersa sa kosmos.

Tanong na sinasagot nito: Mag-iiwan ba ng bakas sa istruktura ng kosmos ang pagbabago sa grabidad?

Hindi kasama: Bawat teorya ay nangangailangan ng sariling iniangkop na solver, at magastos sundan nang tumpak ang screening.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang Mga N-body na takbo na naglulutas ng dagdag na nonlinear field equation sa bawat hakbang.Mula: 2008 Oyaizu's nonlinear evolution of f(R) cosmologies, methodology. pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Weak-lensing ray tracing sa mga simulate na uniberso

Mga sinag ng liwanag na sinusundan sa materya ng malaking simulation para hulaan kung paano bahagyang napipilipit ang hugis ng mga galaksiya, nang ma-calibrate ang mga survey.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kalaki ang pagkabanat (shear) ng hugis ng malalayong galaksiya dahil sa materyang nasa pagitan?

Hindi kasama: Pinalalabo ng mga multiple-plane approximation at hangganang resolusyon ang pinakamaliliit na istruktura ng lensing.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang ray tracing sa daan-daang N-body snapshot.Mula: 2000 Ray-tracing simulation nina Jain, Seljak at White ng weak lensing mula sa malakihang istruktura. pinagmulan

Ebolusyon ng network ng cosmic string

Isang network ng manipis at nakaunat na mga depekto na natira mula sa isang maagang phase transition, pinaunlad para makita kung ilang loop at mahabang string ang nabubuhay at kung paano sila magkakaroon ng grabidad.

Tanong na sinasagot nito: Kung umiiral ang mga cosmic string, naaayos ba ang mga ito sa pattern na nananatiling scale-free?

Hindi kasama: Hindi maabot ng mga field-theory na takbo ang makatotohanang lapad ng string, at ang scaling regime ay nalalapitan lamang sa pamamagitan ng extrapolation.

Tumatakbo sa: mga 1014 FLOPS magaspang Mga simulation na Nambu-Goto o field-theory sa isang lumalawak na kahon.Mula: 1985 Ang kinompyut na ebolusyon ng mga cosmic string nina Albrecht at Turok. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Dinamika ng lattice field ng maagang uniberso

Mga scalar field sa isang lattice na pinaandar pasulong hanggang sa katapusan ng inflation para makita kung paano ipinapasa ang enerhiya ng inflaton sa mga particle sa isang marahas na resonant burst.

Tanong na sinasagot nito: Paano uminit ang sansinukob pagkatapos ng inflation?

Hindi kasama: Ang mga klasikal na field ang kumakatawan sa mga quantum fluctuation, na wasto lamang hangga't malaki ang occupation number.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang mga klasikal na lattice field na takbo na hanggang ilang libong punto bawat gilid.Mula: 1996 Klasikong pagkabulok ng inflaton nina Khlebnikov at Tkachev. pinagmulan

Lattice field theoryMga differential equationpinakamababang antas: Subatomiko

Pagpapalaganap ng galactic cosmic-ray

Mga particle na may singil mula sa mga supernova na gumagala sa Galaxy sa ilalim ng diffusion, pagkawala ng enerhiya at reaksyong nuklear, para mahulaan ang umaabot sa Daigdig at ang mga gamma ray na ibinubuga ng mga ito.

Tanong na sinasagot nito: Paano kumakalat ang mga cosmic ray sa Galaxy, at ano ang iniiwan nila?

Hindi kasama: Pinakinis ang magnetic field at distribusyon ng gas ng Galaxy, kaya inaayos ang mga diffusion coefficient.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang numerical na solusyon ng transport equation sa isang grid ng mga parameter.Mula: 1998 Ang propagation ng cosmic-ray nucleon sa Galaxy nina Strong at Moskalenko. pinagmulan

Mga differential equationMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Differentiable na cosmological simulation

Isang particle-mesh na simulation ng paglago ng istruktura na isinulat para dumaloy ang mga gradient dito, na nagpapahintulot na ayusin nang tuwiran ang mga paunang kondisyon o parameter para umangkop sa mga nakitang galaxy.

Tanong na sinasagot nito: Aling panimulang density field at kosmolohiya ang nagbubunga ng mga galaxy na talagang nakikita natin?

Hindi kasama: Magaspang sa maliliit na sukat ang mabilis na particle-mesh na pamamaraan, kaya angkop ito sa malalaking istruktura pero hindi sa loob ng mga galaxy.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang daan-daang oras ng GPU bawat fitted na volume.Mula: 2020 FlowPM nina Modi at mga kasamahan, isang distributed na TensorFlow particle-mesh na cosmological solver. pinagmulan

Mga sintetikong katalogo at larawan ng survey ng langit

Isang huwad na uniberso ng mga galaxy, bituin at transient ang kinukuha mula sa mga simulation, saka ginagawang mga pixel na larawang itatala ng isang survey telescope at ng pipeline nito, kasama ang ingay, pagsasama-sama at epekto ng instrumento.

Tanong na sinasagot nito: Mababawi ba ng software ng survey ang tunay na kosmolohiya mula sa langit na alam natin ang katotohanan?

Hindi kasama: Naglalaman lang ang mock na langit ng pisika at epekto ng instrumentong naisip isama ng mga may-akda, kaya nananatiling di-inaasahan ang mga hindi inaasahang systematic.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang buwan sa ilang alokasyon ng supercomputer para sa paggawa ng katalogo at imahe.Mula: 2021 Ang DC2 na simulate na survey ng langit ng LSST Dark Energy Science Collaboration. pinagmulan

Monte CarloMga prosesong stochasticpinakamababang antas: Mga field

Simulation ng banggaan at pagsasanib ng galaxy

Dalawang galaxy na itinuturing na mga disc ng test star na nagdaraanan sa ilalim ng grabidad, para ipakita kung paano nabubuo ang mga tidal tail, tulay at pagsasanib.

Tanong na sinasagot nito: Nagmumula ba sa nakaraang malapit na pagtatagpo ang mahahabang agos ng mga bituing nakikita sa paligid ng ilang galaxy?

Hindi kasama: Hindi pinapansin ng mga maagang bersyon ang grabidad ng mga bituin sa isa't isa at sa gas, at ang anumang tugma sa totoong pares ay isa lamang posibleng kasaysayan.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang oras hanggang araw sa isang workstation para sa modernong high-resolution na pagsasanib.Mula: 1972 Ang restricted three-body na kuwenta nina Toomre at Toomre ng mga tulay at buntot ng galaxy. pinagmulan

Mga bituin

Ebolusyon ng bituin

Isang bituin bilang magkakapatong na balot ng gas, nauubos ang panggatong nito mula pagsilang hanggang maging white dwarf, neutron star o black hole.

Tanong na sinasagot nito: Gaano katagal nabubuhay ang bituin na may ganitong masa, at paano ito namamatay?

Hindi kasama: Tinatrato ang convection at pag-ikot sa mga parametrised na panuntunan sa halip na direktang lutasin ang turbulence.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang isang laptop; ilang minuto ang buong evolutionary track.Mula: 1955 Ang maagang kinompyut na mga modelo nina Hoyle at Schwarzschild ng mga red giant na bituin.

Mga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Mga core-collapse na supernova

Ang huling segundo ng isang napakalaking bituin: gumuguho ang core, bumubuhos ang mga neutrino, at isang shock wave na maaaring magpasabog sa bituin o matigil.

Tanong na sinasagot nito: Anong mekanismo ang nagtutulak sa pagsabog ng napakalaking bituin?

Hindi kasama: Hindi pa tiyak ang mekanismong bumubuhay muli sa nakatigil na shock, at magkakaiba ang mga modelo sa bawat bituin.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang malaking bahagi ng isang pambansang supercomputer, sa loob ng ilang buwan.Mula: 1966 Ang mga unang computer model nina Colgate at White ng core collapse.

Mga continuum fieldMonte Carlopinakamababang antas: Mga field

Pagbuo ng bituin

Mga ulap ng malamig na gas na bumabagsak sa ilalim ng grabidad tungo sa mga kumpol ng bituin, habang lumalaban ang turbulence at magnetic field.

Tanong na sinasagot nito: Bakit nabubuo ang mga bituin sa ganitong saklaw ng masa?

Hindi kasama: Hindi pa kayang i-resolve ang kapwa buong ulap at ang maliliit na sukat kung saan talaga nabubuo ang iisang bituin.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang isang pambansa o unibersidad na cluster, mga linggo para sa isang ulap.Mula: 1969 Ang unang kinompyut na pagguho ng protostellar na ulap ni Larson.

Mga continuum fieldMga partikulo at N-bodypinakamababang antas: Mga field

Mga oscillation ng bituin

Mga alon ng tunog at grabidad na umaalingawngaw sa loob ng bituin, kinukuwenta para hulaan ang padron ng pagkislap ng liwanag na makikita ng teleskopyo.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang sinasabi ng pag-uga ng bituin tungkol sa nasa loob nito?

Hindi kasama: Tanging ang mga panlabas na patong ang natutukoy nang maayos. Hula pa rin ang mismong core, hindi direktang sukat.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang isang laptop; ilang minuto ang buong oscillation spectrum.Mula: 1975 mga maagang kinwentang oscillation model na inihambing sa naobserbahang limang-minutong pagtibok ng Araw.

Mga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Ebolusyon ng binary star

Dalawang bituin na umiikot nang sapat na malapit para humila ng gas sa isa't isa, magpalitan ng masa, magsanib o mauwi bilang magkagapos na pares ng compact na labi.

Tanong na sinasagot nito: Magtatapos ba bilang pagsasanib, nakaligtas na pares, o pinagmulan ng gravitational wave ang pares ng bituing ito?

Hindi kasama: Kinakatawan pa rin ang paglilipat ng masa sa pagitan ng dalawang bituin ng maliit na hanay ng mga naiaayos na tuntunin, sa halip na hinango mula sa first principles.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang isang laptop; ilang minuto bago umunlad ang isang populasyon ng mga binary.Mula: 1967 mga maagang kinwentang modelo ng paglilipat ng masa sa pagitan ng magkalapit na binary star.

Mga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Mga atmospera at spectra ng bituin

Liwanag na tumatakas sa mga panlabas na patong ng isang bituin, kinukuwenta laban sa temperatura at komposisyon para hulaan ang spectrum na itatala ng teleskopyo.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang gawa ng bituing ito, at gaano kainit ang ibabaw nito?

Hindi kasama: Ipinapalagay ang makinis at payapang atmospera, gayong magaspang ang totoong ibabaw dahil sa starspot at convection cell.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang isang workstation; ilang oras bawat imodelong bituin.Mula: 1967 mga maagang kinwentang modelong atmospera na inihambing sa mga nasukat na spectrum ng bituin.

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Ebolusyon ng flavour ng neutrino ng supernova

Ang siksik na agos ng mga neutrino mula sa gumuguhong bituin, na sinusundan habang nagkakalat sa isa't isa at nagbabago ng flavour, na nakakaapekto sa pagsabog at sa mga elementong nabubuo.

Tanong na sinasagot nito: Paano nagpapalitan ng flavour ang mga neutrino sa siksikan sa loob ng supernova?

Hindi kasama: Masyadong malaki ang buong problema para lutasin kasabay ng pagsabog, kaya tinatrato ang pisika ng flavour sa maliliit at pinasimpleng kahon.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang mga coupled na quantum kinetic equation sa ilang dimensyon.Mula: 2006 Ang simulation nina Duan, Fuller, Carlson at Qian ng coherent na nonlinear na pagbabago ng flavour ng neutrino sa kapaligiran ng supernova. pinagmulan

Mga differential equationMga continuum fieldpinakamababang antas: Subatomiko

Simulasyon ng convection sa ibabaw ng bituin

Ang kumukulong mga patong sa ibabaw ng bituin na kinukuwenta sa tatlong dimensyon kasama ang radyasyon, para gayahin ang granulation at hugis ng mga spectral line.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang hitsura ng ibabaw ng bituin, at paano nabubuo ang mga linya nito?

Hindi kasama: Manipis na patch lang ang minomodelo, at ipinapataw ang malalalim na patong sa ilalim mula sa mga one-dimensional na modelo ng bituin.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang tatlong-dimensyonal na radiation hydrodynamics ng isang bahagi ng ibabaw.Mula: 1998 Ang mga simulasyon nina Stein at Nordlund ng solar granulation. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Ebolusyon ng common-envelope

Isang siksik na bituin na paikot na bumabagsak sa loob ng namamagang panlabas na patong ng kasama nito, naglalabas ng gas o nagsasanib, sinusundan gamit ang hydrodynamics para makita kung aling mga malapit na binary ang nabubuhay.

Tanong na sinasagot nito: Naitataboy ba ng umiikot na bituin ang balot o nagsasanib ito sa ubod?

Hindi kasama: Mas maikli nang husto ang takbo kaysa sa tunay na pangyayari at hindi nito mapapalamig ang gas, kaya hindi pa tiyak ang huling paghihiwalay.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang tatlong-dimensyonal na hydrodynamic na takbo ng ilang orbit.Mula: 1996 Hydrodynamic na simulation nina Rasio at Livio ng mga common-envelope system. pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Binary population synthesis

Milyun-milyong binary na bituin na ine-evolve gamit ang mabibilis na tuntunin para sa paglilipat ng masa, tide at supernova kick, para hulaan kung ilang pagsasanib, nova at pinagmumulan ng gravitational wave ang nasa isang galaksiya.

Tanong na sinasagot nito: Ilang binary ng black hole at neutron star ang nagagawa ng isang galaksiya?

Hindi kasama: Pinapalitan ng mabibilis na fitting formula ang mga detalyadong modelo ng bituin, kaya nakasalalay sa ipinapalagay na tuntunin ang mga bihirang kinalabasan.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang milyun-milyong binary na na-evolve gamit ang analytic fit.Mula: 2002 Mabilis na ebolusyon ng mga binary na bituin nina Hurley, Tout at Pols, kasama ang mga tide, para sa mga pag-aaral ng populasyon. pinagmulan

Mga jet ng collapsar at gamma-ray burst

Isang napakalaking bituin na bumabagsak para maging black hole at nagtutulak ng jet sa balot ng bituin, sinusundan gamit ang relativistic hydrodynamics para makita kung makakatakas ang isang pagsabog.

Tanong na sinasagot nito: Makakalabas ba ang jet mula sa bumabagsak na bituin para gumawa ng gamma-ray burst?

Hindi kasama: Sa kamay itinatakda ang paglunsad ng jet, dahil masyadong maliit at mabilis ang sentral na makina para sundan ng envelope.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang axisymmetric hanggang three-dimensional na relativistic hydrodynamics.Mula: 1999 Mga simulation nina MacFadyen at Woosley ng collapsar para sa gamma-ray burst at mga pagsabog sa bigong supernova. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Mga astrochemical na reaction network

Daan-daang reaksiyon sa gas phase at sa ibabaw ng butil na ini-integrate sa isang malamig na interstellar na ulap para hulaan kung aling mga molekula ang nabubuo at paano sila nauubos habang nagsisimulang mag-condense ang mga bituin.

Tanong na sinasagot nito: Anong mga molekula ang nabubuo sa malamig na ulap, at gaano kabilis?

Hindi kasama: Maraming rate coefficient ang nasusukat lang sa temperatura ng silid o hinuhulaan.

Tumatakbo sa: mga 108 FLOPS magaspang mga stiff rate equation para sa libu-libong espesye, mura kada ulap.Mula: 1973 Modelo nina Herbst at Klemperer ng pagbuo at pagkaubos ng mga molekula sa makakapal na interstellar na ulap. pinagmulan

System dynamicsMga differential equationpinakamababang antas: Mga molekula

Interstellar na magnetised na kaguluhan

Isang compressible at magnetised na gas na hinahalo sa isang periodic na kahon para malaman kung gaano kabilis nawawalan ng enerhiya ang turbulence, na siyang nagtatakda kung gaano kabilis bumabagsak ang mga ulap para maging mga bituin.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kabilis humuhupa ang kaguluhan sa interstellar na gas?

Hindi kasama: Pumapalit ang numerical dissipation sa tunay na pisika ng maliit na sukat, at walang dingding o grabidad ang kahon.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang tatlong-dimensyonal na MHD na takbo sa mataas na resolusyon.Mula: 1998 Ang dissipation sa compressible na magnetohydrodynamic turbulence nina Stone, Ostriker at Gammie. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Mga planeta at orbit

Pagbuo ng planeta

Alikabok sa disc sa paligid ng batang bituin na dumidikit tungo sa mga pebble, planetesimal at kalaunan ay mga planeta.

Tanong na sinasagot nito: Paano nagiging solar system ang isang disk ng alikabok?

Hindi kasama: Mas ipinapalagay kaysa hinango pa rin ang hakbang mula pebble tungong planetesimal na kilometro ang lapad.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang isang university cluster, mga araw hanggang linggo para sa isang disc.Mula: 1978 Ang mga unang numerical na takbo ni Greenberg at ng mga kasamahan para sa planetesimal accretion.

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga katawan

Dynamics ng orbit

Ang mga planetang humihila sa isa't isa sa loob ng bilyun-bilyong taon, at ang mga asteroid at kometang dumaraan sa pagitan nila.

Tanong na sinasagot nito: Matatag ba ang solar system, at may tatamaan ba ang asteroid na ito?

Hindi kasama: Ang kaguluhan ay nangangahulugang ang maliit na pagkakamali sa pag-round ay maaaring magpabago ng sagot pagkaraan ng sapat na tagal.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang isang desktop na kompyuter; ang bilyun-bilyong taon ay kasya sa ilang araw.Mula: 1988 Natuklasan ng digital orrery nina Sussman at Wisdom ang kaguluhan sa orbit ng Pluto.

Patakbuhin ang interactive na modelo

Mga partikulo at N-bodyMga differential equationpinakamababang antas: Mga katawan

Mga atmospera ng planeta at exoplanet

Mga climate model na iniangkop sa ibang mundo: ibang gas, grabidad, pag-ikot at liwanag ng bituin.

Tanong na sinasagot nito: Makakaligtas ba ang likidong tubig sa ibabaw ng planetang ito?

Hindi kasama: Inilalapat ang mga cloud at chemistry parametrisation na na-calibrate sa Daigdig sa mga atmospera na maaaring ibang-iba ang kilos.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang isang university cluster, mga araw bawat na-simulate na taon ng planeta.Mula: 1969 Ang unang general-circulation model ng Mars nina Leovy at Mintz.

Mga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Panloob ng mga planeta at dynamo

Mainit at nagko-convect na bato o metal sa kalaliman ng isang planeta, na minomodelo para makita kung lumilikha ito ng magnetic field at kung paano tumatakas ang init patungo sa ibabaw.

Tanong na sinasagot nito: Bakit may magnetic field ang planetang ito, at bakit wala ang isa pang magkasinlaki?

Hindi kasama: Tumatakbo sa lagkit at bilis ng pag-ikot na mas banayad nang husto kaysa sa tunay na core ng planeta, saka pinalalaki ayon sa palagay.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang isang pambansang cluster, mga linggo para sa isang interior model.Mula: 1995 mga maagang three-dimensional na computer model ng geodynamo na lumilikha ng field ng Daigdig.

Mga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Pagbubunganga ng impact

Isang asteroid o kometa na tumatama sa isang planeta, imodelo mula sa shockwave sa lupa hanggang sa bunganga, mga labi at epekto sa klima na naiwan.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kalaki ang bunganga, at gaano kalaking pinsala, ang idudulot ng impactor na ito?

Hindi kasama: Karaniwang hinuhuli ang lakas at panloob na istruktura ng impactor mula sa laki at bilis lang nito.

Tumatakbo sa: mga 1014 FLOPS magaspang isang workstation o maliit na cluster, ilang oras bawat senaryo ng banggaan.Mula: 1980 mga maagang hydrocode na simulation ng mga bunganga ng banggaan, na pinasigla ng hypothesis ng pagkalipol ng mga dinosaur.

Mga continuum fieldMga partikulo at N-bodypinakamababang antas: Mga katawan

Pagtuklas at paglalarawan ng exoplanet

Ang paglabo o pag-uga na idudulot ng isang planeta sa liwanag ng bituin nito, na kinukuwenta para ihambing sa tunay na datos ng teleskopyo at makuha ang laki at orbit nito.

Tanong na sinasagot nito: Talaga bang planeta ang pagbaba ng liwanag na iyon, at kung oo, gaano ito kalaki?

Hindi kasama: Maaaring gayahin nang malapitan ng mga starspot at stellar jitter ang hudyat ng isang planeta, sapat para malinlang ang awtomatikong paghahanap.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang isang workstation; ilang minuto hanggang oras bawat kandidatong signal.Mula: 1984 mga maagang kinwentang light-curve na modelo na ginamit sa pagplano ng mga unang paghahanap ng exoplanet.

Mga differential equationMonte Carlopinakamababang antas: Mga katawan

Mga simulation ng giant-impact

Smoothed-particle hydrodynamics ng banggaan ng dalawang katawang kasinglaki ng planeta, na sinusubaybayan ang tunaw at debris na maaaring mabuo bilang buwan.

Tanong na sinasagot nito: Posible bang nagbunga ng Buwan ang banggaan sa pagitan ng mga batang planeta?

Hindi kasama: Nakasalalay ang kalalabasan sa equation of state at sa ipinapalagay na paunang spin at anggulo.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang Milyun-milyong SPH particle na may makatotohanang equation of stateMula: 2001 Origin of the Moon in a giant impact near the end of Earth's formation (2001) pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Planet population synthesis

Ang mabibilis na semi-analytic na modelo ng pagbuo ng planeta ay pinapatakbo para sa libu-libong na-simulate na sistema para makagawa ng estadistikal na populasyon na inihahambing sa mga survey ng exoplanet.

Tanong na sinasagot nito: Anong halo ng masa at orbit ng planeta ang hinuhulaan ng isang teorya ng pagbuo?

Hindi kasama: Bawat sistema ay pinasimpleng one-dimensional na modelo, hindi buong hydrodynamic na takbo.

Tumatakbo sa: mga 1014 FLOPS magaspang Libu-libong murang one-dimensional na takbo ng discMula: 2004 Toward a deterministic model of planetary formation I (2004) pinagmulan

Pagkuha ng atmospera ng exoplanet

Isang modelong atmospera na pinatakbo nang libu-libong beses laban sa isang transmission o emission spectrum para hulaan ang temperatura at dami ng mga molekula.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang gawa sa hangin ng malayong planeta?

Hindi kasama: Iniaangkop sa datos na limitado ang kalidad ang mga one-dimensional na modelo, kaya karaniwan ang mga degenerate na solusyon.

Tumatakbo sa: mga 1012 FLOPS magaspang milyun-milyong pagsusuri ng spectrum sa isang Bayesian sampler.Mula: 2009 Pamamaraan nina Madhusudhan at Seager sa pagkuha ng temperatura at dami ng atmospera ng exoplanet. pinagmulan

Mga differential equationMonte Carlopinakamababang antas: Mga molekula

Pagmomodelo ng klima ng habitable zone

Isang one-dimensional na climate model ng isang mabatong planeta sa iba't ibang distansya mula sa bituin nito, binabalanse ang liwanag ng bituin, mga greenhouse gas at ulap para malaman kung saan makakatagal ang likidong tubig.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kalayo mula sa bituin maaaring mapunta ang isang planeta at mapanatili ang likidong tubig?

Hindi kasama: Hindi kayang katawanin ng isang column ang ulap o kaibahan ng araw at gabi, kaya gumagalaw ang mga gilid ng sona sa mga three-dimensional na modelo.

Tumatakbo sa: mga 106 FLOPS magaspang isang one-dimensional na radiative-convective na haligi, sapat na magaan para sa isang laptop.Mula: 1993 Mga habitable zone sa paligid ng mga main-sequence na bituin nina Kasting, Whitmire at Reynolds. pinagmulan

Mga differential equationMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Pagbuo ng planetesimal sa pamamagitan ng streaming instability

Mga butil ng alikabok sa gas disk na nagkukumpol tungo sa mga unang katawang kasinglaki ng kilometro, sini-simulate gamit ang particle at gas para makita kung kayang pagsiksikin sila ng turbulence nang sapat para bumagsak.

Tanong na sinasagot nito: Paano nagkukumpol ang mga bato-bato para maging unang mga bloke ng planeta?

Hindi kasama: Tinatakpan ng maliliit na kahon ang isang bahagi ng disk, at makitid ang saklaw ng laki ng mga particle.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang tatlong-dimensyonal na lokal na takbo ng kahon na may daan-daang milyong particle.Mula: 2007 Mabilis na pagbuo ng planetesimal sa magulong circumstellar disk nina Johansen at mga kasamahan. pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Interaksiyon ng planeta at disk at paglipat

Isang planetang nakabaon sa gas disk na pinagmulan nito, na lumilikha ng spiral na bakas na humihila dito papasok o palabas.

Tanong na sinasagot nito: Bakit lumilipat ang mga planeta mula sa pinagbuuan nila?

Hindi kasama: Sensitibo ang bilis ng migrasyon sa thermodynamics at lagkit ng disk, na hindi gaanong alam.

Tumatakbo sa: mga 1014 FLOPS magaspang hydrodynamic na takbo ng disk sa loob ng libu-libong orbit.Mula: 2000 Hydrodynamic na simulation ni Kley ng paglipat ng isang sistema ng mga protoplanet. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Matinding grabidad at space plasma

Pagsasanib ng black hole

Mga equation ni Einstein na nilulutas nang direkta habang paikot na nagsasanib ang dalawang black hole, na gumagawa ng gravitational-wave na signal na pinakikinggan ng mga detector.

Tanong na sinasagot nito: Anong waveform ang dapat nating makita mula sa dalawang black hole na may ganitong masa?

Hindi kasama: Kailangan pa rin ng mga approximation ang huling bahagi ng segundo bago ang pagsasanib na hindi lubos na nareresolba ng anumang kompyuter.

Tumatakbo sa: mga 1016.5 FLOPS magaspang isang malaking cluster, mga linggo para sa isang waveform.Mula: 1964 Ang unang kinompyut na harapang banggaan ng dalawang black hole nina Hahn at Lindquist.

Mga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Mga accretion disc at jet

Magnetised na gas na umiikot nang paliko-liko papasok sa black hole, umiinit at nagpapakawala ng mga jet na umaabot nang libu-libong light year.

Tanong na sinasagot nito: Paano nagniningning nang mas maliwanag ang isang black hole kaysa sa galaksiyang nakapaligid dito?

Hindi kasama: Hindi masusubaybayan ang disc hanggang sa sukat ng mismong black hole at ng mas malawak na galaxy nang sabay.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang isang malaking cluster, mga linggo para sa isang pandaigdigang takbo ng disc.Mula: 1991 Mga simulation nina Balbus at Hawley na naglantad ng magnetorotational instability.

Mga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Panahon sa kalawakan

Ang solar wind at mga pagsabog mula sa Araw na tumatama sa magnetic field ng Daigdig.

Tanong na sinasagot nito: Sisirain ba ng solar storm na ito ang mga satellite o power grid, at kailan ito darating?

Hindi kasama: Hinuhulaan nito ang oras ng pagdating ng pagsabog nang may katamtamang katumpakan at ang lakas nito nang mas mababa nang malaki.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang cluster ng isang pambansang sentro ng pagtataya, pinatatakbo nang ilang beses sa isang araw.Mula: 1978 mga maagang pandaigdigang MHD simulation ng solar wind na tumatama sa field ng Daigdig.

Mga continuum fieldMga partikulo at N-bodypinakamababang antas: Mga field

Mga pagsasanib ng neutron star

Dalawang neutron star na umiikot papalapit at nagbabanggaan, na sinusundan sa mga equation ni Einstein at pisikang nukleyar nang sabay para makita kung anong debris at liwanag ang ibinabato.

Tanong na sinasagot nito: Gumagawa ba ng black hole ang pagsasanib na ito, at nililikha ba nito ang mabibigat na elementong matatagpuan sa Daigdig?

Hindi kasama: Hindi pa lubos na alam ang pisikang nukleyar ng materyang ganito kasiksik, kaya may tunay na kawalang-katiyakan ang komposisyon ng debris.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang malaking bahagi ng isang pambansang supercomputer, sa loob ng ilang linggo.Mula: 1990 mga maagang relativistic hydrodynamics na simulation ng nagbabanggaang neutron star.

Mga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Mga magnetosphere ng pulsar

Ang umiikot na magnetic field at plasma sa paligid ng umiikot na neutron star, na kinukuwenta para makita kung paano nito ibinubuga sa kalawakan ang mga alon ng radyo at mataas-na-enerhiyang particle.

Tanong na sinasagot nito: Bakit pana-panahong humahagod sa linya ng tingin ang sinag ng pulsar, at ano ang tumutukoy sa hugis nito?

Hindi kasama: Hindi pa rin lubos na nauunawaan sa pisika ang plasma mismo sa ibabaw ng bituin, kung saan aktuwal na nabubuo ang sinag.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang isang university cluster, mga araw bawat modelo ng magnetosphere.Mula: 1999 mga maagang pandaigdigang simulation ng umiikot na magnetic field ng pulsar.

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Loob ng Araw at dynamo

Mainit na plasma na nagko-convect at umiikot sa loob ng Araw, na minomodelo para makita kung paano nito pinipilipit ang magnetic field tungo sa labing-isang-taong siklo ng sunspot.

Tanong na sinasagot nito: Bakit tumataas at bumababa ang magnetikong aktibidad ng Araw sa siklong labing-isang taon?

Hindi kasama: Hindi pa kayang muling likhain nang maaasahan ang haba at amplitude ng siklo nang hindi inaayos ang modelo tungo sa mga nakitang halaga.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang isang pambansang cluster, mga linggo para sa isang na-simulate na siklo.Mula: 1983 mga maagang three-dimensional na convection simulation ng loob ng Araw.

Mga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Mga template bank ng gravitational wave mula sa numerical relativity

Daan-daan hanggang libu-libong simulate na pagsasanib ng black hole na sumasaklaw sa mga mass ratio at spin, na na-calibrate tungo sa mga waveform model na itinutugma ng mga detector sa datos.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang hitsura ng hudyat ng alinmang pagsasanib ng black hole?

Hindi kasama: Kalat-kalat ang mga katalogo sa espasyo ng parameter, kaya mga fit ang mga waveform model sa pagitan nila, hindi mga simulation.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang libu-libong takbo ng pagsasanib, bawat isa ay ilang linggo sa isang cluster.Mula: 2013 Katalogo nina Mroue at mga kasamahan ng 174 na simulation ng binary black hole para sa astronomiya ng gravitational wave. pinagmulan

Mga differential equationMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Mga mock data challenge ng gravitational wave

Simulate na datos ng detector na may maraming injected na pinagmulan at makatotohanang ingay, na ginagamit para subukin kung mababawi ng mga analysis pipeline ang mga astrophysical na signal na nakatago sa loob.

Tanong na sinasagot nito: Mahahanap at masusukat ba ng isang analysis pipeline ang bawat pinagmumulan na nakabaon sa ingay?

Hindi kasama: Idealisado ang ingay at ipinapalagay ang injected na populasyon ng pinagmumulan, kaya wala ang mga komplikasyon ng tunay na datos.

Tumatakbo sa: mga 1014 FLOPS magaspang maraming mahahabang data stream na may libu-libong magkakapatong na pinagmulan.Mula: 2006 Ang Mock LISA Data Challenges, ang unang blind test ng komunidad sa pagsusuri ng gravitational wave mula sa kalawakan. pinagmulan

Mga prosesong stochasticMga differential equationpinakamababang antas: Mga patakaran

Simulasyon ng magnetosphere at flare ng magnetar

Ang baluktot na magnetic field sa labas ng magnetar, ang neutron star na may pinakamalakas na kilalang field, na sinusundan habang nag-iipon ng stress, nagre-reconnect at naglalabas ng mga flare.

Tanong na sinasagot nito: Paano naglalabas ng enerhiya sa isang flare ang pilipit na field ng isang neutron star?

Hindi kasama: Nakakalimutan ng force-free na pisika ang inertia ng plasma at ang pair-production na nagpapatakbo sa mga totoong flare.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang relativistic na force-free na takbo sa isang cluster.Mula: 2012 Simulation nina Parfrey, Beloborodov at Hui ng pilipit at muling nagdudugtong na magnetosphere ng magnetar. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Pag-render ng anino at larawan ng black hole

Mga sinag ng liwanag na sinusundan sa kurbadong spacetime sa paligid ng black hole at ng mainit nitong gas para hulaan ang hugis-singsing na imaheng makikita ng teleskopyo.

Tanong na sinasagot nito: Ano ang hitsura mula sa Daigdig ng kumikinang na gas sa paligid ng black hole?

Hindi kasama: Hula sa post-processing ang modelo ng gas, kaya nakadepende ang larawan sa ipinapalagay na temperatura ng elektron at magnetic field.

Tumatakbo sa: mga 1015 FLOPS magaspang ray tracing sa libu-libong snapshot ng accretion simulation.Mula: 2000 Ang na-simulate na larawan nina Falcke, Melia at Agol ng anino ng black hole sa sentro ng Galaxy. pinagmulan

Mga differential equationMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Tidal disruption ng mga bituin ng mga black hole

Isang bituing hinila ng napakalaking black hole, ang mga labi nito ay iniunat bilang agos na bumabagsak pabalik at nagliliwanag, sinusundan gamit ang hydrodynamics.

Tanong na sinasagot nito: Gaano karami sa nadurog na bituin ang bumabagsak sa black hole, at gaano kaliwanag ang flare?

Hindi kasama: Tinatantiya lang ang radyasyong nagpapakita ng flare, kaya hinuha, hindi simulate nang buo, ang light curve.

Tumatakbo sa: mga 1016 FLOPS magaspang mga takbo ng smoothed-particle o grid na may general-relativistic na pagtrato.Mula: 1989 Ang hydrodynamic na simulation nina Evans at Kochanek ng tidal disruption ng isang bituin ng napakalaking black hole. pinagmulan

Mga partikulo at N-bodyMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Radiative transfer ng kilonova

Ang kumikinang na ulap ng debris ng mabibigat na elemento mula sa pagsasanib ng mga neutron star, na minomodelo gamit ang radioactive na pag-init at radiation transport para hulaan ang liwanag at kulay nito.

Tanong na sinasagot nito: Gaano kaliwanag at kapula ang afterglow ng pagsasanib ng neutron star?

Hindi kasama: Nakasalalay sa hindi kumpletong atomic data ang mga opacity ng pinakamabibigat na elemento at nangingibabaw ang mga ito sa kawalang-katiyakan ng hinulaang kulay.

Tumatakbo sa: mga 1014 FLOPS magaspang multi-dimensiyonal na Monte Carlo radiation transport na may atomic opacity data.Mula: 2010 Modelo nina Metzger at mga kasamahan ng mga electromagnetic na katapat na pinapagana ng r-process na radioactive decay. pinagmulan

Monte CarloMga continuum fieldpinakamababang antas: Mga field

Pagmomodelo ng radiation belt

Mga elektron at proton na may mataas na enerhiya na nakulong sa magnetic field sa paligid ng isang planeta, na gumagalaw dahil sa diffusion, injection at pagkawala, para hulaan ang panganib sa mga satellite.

Tanong na sinasagot nito: Bakit lumalaki at nauubos ang mga sinturon ng nakakulong na radyasyon sa mga magnetic storm?

Hindi kasama: Pinaparametro mula sa limitadong sukat ang bilis ng wave-particle diffusion, isang pangunahing pinagmumulan ng error.

Tumatakbo sa: mga 1013 FLOPS magaspang tatlong-dimensyonal na takbo ng diffusion sa loob ng mga agwat ng bagyo.Mula: 1995 Ang three-dimensional na modelo nina Beutier at Boscher ng electron radiation belt. pinagmulan

Mga continuum fieldMga differential equationpinakamababang antas: Mga field

Neural inference para sa gravitational wave

Isang neural network ang sinanay sa milyun-milyong na-simulate na signal ng pagsasanib sa sintetikong ingay ng detector para halos agad nitong maibigay ang malamang na mga masa, spin at distansya ng isang bagong kaganapan.

Tanong na sinasagot nito: Mahihinuha ba sa loob ng ilang segundo ang mga katangian ng pagsasanib ng black hole, sapat na maaga para maituro ang mga teleskopyo rito?

Hindi kasama: Kasing-husay lang ito ng waveform model at ingay na pinagsanayan nito, at maaaring mapunta sa labas ng natutuhan nito ang mga hindi pangkaraniwang signal.

Tumatakbo sa: mga 1017 FLOPS magaspang mga linggo ng pagsasanay sa GPU sa mga simulate na waveform.Mula: 2021 Ang neural posterior estimation nina Dax at mga kasamahan para sa mga kaganapan ng gravitational-wave. pinagmulan

Mga natutuhang emulatorMonte Carlopinakamababang antas: Mga field