Мы не можем (пока) зажечь звезду — масштабный фактор не позволяет. Но это не значит, что мы не знаем, как работают звезды и что внутри них происходит. На современном этапе развития астрофизики есть классификация звезд, общее знание о процессах, происходящих в их недрах, понимание звездной эволюции — зарождения, жизни и смерти звезд разной массы.
А эксперименты для достижения этого понимания мы ставим не со звездами, а тут, на Земле — в ускорителях.
Кроме того, совсем необязательно в реальности зажигать звезду. Если звезды не зажигают, значит, это никому не нужно. Поскольку «зажечь звезду» можно и в компьютерной модели. Просто заложить закономерности и посмотреть на результат развития. Это и проще, и дешевле.
Сейчас уже созданы компьютерные модели, с неплохой точностью описывающие Вселенную. Так, например, в 2011 году в университете Нью-Мексико учеными трех стран — России, Германии и США — была создана самая точная на сегодняшний день компьютерная модель крупномасштабной структуры Вселенной. Ее назвали «Bolshoi», и, как вы понимаете, название придумали русские. А иностранные коллеги его приняли, потому что слово иностранцам знакомое: Большой театр — это бренд, который у всех на слуху. Ну, и еще потому, что руководил творческим коллективом наш ученый Анатолий Клыпин.
«Большой» компьютерную модель назвали, как легко догадаться, от Большого взрыва, поскольку она описывает процесс эволюции Вселенной от момента ее рождения. С моделью работает суперкомпьютер, установленный в НАСА, и она позволяет пронаблюдать процесс формирования Вселенной.
Модель — это не подобие компьютерной игры, как многим представляется — мол, что в нее заложили, то она и выдает. Такая модель была бы, разумеется, бессмысленной. А научные модели эволюции в силу своей сложности могут выдавать неожиданные и интересные результаты. Главное, чтобы введенные в модель данные соответствовали наблюдаемым. Это понятно?
Если нет, поясню. Гигантское количество вводных и огромное число нелинейных дифференциальных уравнений образуют столь трудоемкую задачу в смысле объема вычислений, что справиться с ней может только суперкомпьютер, а что получится на выходе — никому не очевидно. Это станет более понятным из следующей цифры. Суперкомпьютер, который рассчитывает модель «Большой» — это седьмой по мощности суперкомпьютер в мире. Он совершает 1 000 000 000 000 000 (тысячу триллионов!) счетных операций в секунду.
Компьютерные модели помогают ученым интерпретировать результаты известных астрономических наблюдений и планировать новые направления поиска. Когда-то космический зонд, запущенный для изучения реликтового излучения, позволил составить карту вариаций плотности такого излучения. На основе этой карты в 2005 году была составлена предыдущая компьютерная модель — «Millennium Run». Она неплохо себя показала. Но с тех пор была накоплена новая информация, которая и послужила для создания усовершенствованной модели «Большой».
Модель «Большой» получилась знатная, она довольно точно выдала наблюдаемое сегодня распределение масс во Вселенной и неплохо воспроизвела число галактик, подобных нашей, а значит, ей можно пользоваться для отслеживания деталей эволюционного процесса, что позволит определить направление дальнейших наблюдений и поисков. Шаг за шагом, шаг за шагом. Эволюция знания…
То же самое и с эволюцией живой материи. Существуют компьютерные модели биологической эволюции, которые эту самую эволюцию по двум механизмам — мутации и отбору — прекрасно воспроизводят. Их написанием занимаются даже студенты.
В сети можно найти и скачать простенькую программку «Ходоки», имитирующую и демонстрирующую механизмы эволюционной изменчивости, после чего наслаждаться, наблюдая, как от поколения к поколению меняются ваши подопечные. |