Обновить

Я смоделировал первые 400 000 лет Вселенной и получил ту же литиевую проблему, что и космологи

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение14 мин
Охват и читатели22K
Всего голосов 102: ↑101 и ↓1+116
Комментарии50

Комментарии 50

Невероятно круто, побольше бы на Хабре такого! Настоящее искусство с твёрдой наукой в качестве основы. При этом ещё и всё так завораживающе выглядит и звучит...

Спасибо!💕

Очень интересная идея и реализация красивая.

Скажите, как понимаю для реализации дальнейшего процесса нужны совсем иные вычислительные мощности?

Ну да. Дальше уже работа скорее для суперкомпьютеров, там симуляций в разы больше. Но я думаю, что попробую с упрощениями реализовать дальнейшие процессы. Например про первые звезды и реионизацию.

Для расчета гравитационного коллапса первых звезд точно потребуется кластер с CUDA)

-Вы кварк-глюонную плазму продаете?

-Нет, просто показываем

-Красивое

Если честно, действительно красивая подача рождения вселенной.

Все так. Спасибо!

Завораживает наблюдать как из каши кварков собираются первые протоны)

Вот так и нашу вселенную кто-то запустил у себя на ноутбучике, и может завершить процесс в любой момент

😐

Вы хотите сказать, что расхождение по литию связано с багом в железе/софте конкретного ноута? Литий стал утекать вместе с памятью?

Часть лития ушло на батарею ноута ))

Либо баг, либо оператор мышкой повел в процессе растекания вселенной. Типичное божественное влияние

Пальцами повазюкал. Если не ошибаюсь, в одном из переводов Пратчета именно так.

Литий утек еще в атмосферах субкарликов задолго до появления архитектуры x86. Астрономы до сих пор спорят почему старые звезды гало показывают дефицит седьмого изотопа относительно предсказаний Большого взрыва. Софт автора как раз честно выдает стандартную теоретическую цифру, которая втрое выше наблюдений

Нас просто прибьет OOM-Killer из-за кривого garbage collection, которое мы считаем необратимым возрастанием энтропии )

«…а как бы ты это объяснил неграмотным пастухам с бронзовыми мечами?» revisited

Отличная статья! Мне понравилось, особенно уровень проработки проекта.

Но, было бы хорошо если бы вы иногда использовали LaTeX, просто не понятно иногда, когда вы пишите какую то переменную и потом нижнее подчеркивание, например, "N_v", то не понятно, это именно:

N_v

Или просто так переменная названа.

Большое спасибо за отзыв и замечание! Добавил LaTeX. N_v теперь везде единообразно N_{\mathrm{eff}}

А продолжение будет?)

Да. Там дальше уже другая физика и масштабы. Будет наверное переход во вторую главу с изменениями интерфейса и попробую сначала собрать паутину как у Зельдовича.

Проект на стыке физики, музыки и геймдева получился просто потрясающим по глубине проработки :)

Что-то вдруг поймал себя на мысли - получается нас вводили в заблуждение, когда десятилетиями вдалбливали мантру о фундаментальном понятии "элементарного электрического заряда" и "невозможности преодолеть конфайнмент" - если тянуть достаточно сильно, можно и разорвать?

Скорее, можно так сжать/нагреть, что становится непонятно, где один адрон кончается, а другой начинается. Для одиночного адрона в пустоте это таки и правда невозможно

Для одиночного адрона в пустоте это таки и правда невозможно

А вот с такого и начинается область спекуляций)) А планковская температура вписывается в ваше определение "нормальных условий"? Вы вроде это никак не ограничили... Я уж молчу про определение "пустоты"...

температуру для одиночной частицы определять это тоже такое себе. Но суть в том, что в случае если вы накачиваете энергией уединенный адрон, то при удалении кварка на определенное расстояние от двух других энергии хватит на рождение кварк-антикварковой пары, которая образует с исходными 2 адрона. В случае с кварк-глюонной плазмой там в принципе не определить где какой адрон начинается, а где другой заканчивается. Ну как примерно с электронами и ионами в металле - для одиночного атома можно сказать, это у нас Na или Na+ и электрон, а вот в решетке металла так просто уже не

Зачем вы мне механику объясняете, если я о другом. О тезисах, которые годами являлись "фундаментальными", а на деле таковыми не являются.

В случае с кварк-глюонной плазмой там в принципе не определить где какой адрон начинается, а где другой заканчивается.

Это невозможно сказать и в случае электрона в "нормальных условиях".

Так в тезисах ничего и не нарушено. Просто кварк-глюонная плазма - такое состояние, которое обычно за рамками научпопа, в котором рассказывают про конфайнмент

Просто кварк-глюонная плазма - такое состояние, которое обычно за рамками научпопа,

Именно тут и нарушено. Получается фундаментальный электронный заряд - 1/3e.

А уж насколько специфические это условия - вопрос совсем другой. Так-то и жидкий гелий в довольно специфичных условиях существует, но никто ведь не заявляет что сверхтекучесть невозможна. И протон можно считать стабильным, а не ставить эксперименты - все равно слишком долго.

Получается фундаментальный электронный заряд - 1/3e.

Все так, даже хитрее - он либо 1/3e но с цветом, либо бесцветный но 1e, ибо существует какая-то хитрая симметрия цветового и электрического зарядов ( и в теории магнитного заряда тоже)

Мои дурные мысли.

Человек существует при температурном режиме от -50 до +50, что примерно на 300 кельвинов выше абсолютного ноля, вообще возможного во вселенной. Максимальная температура вселенной, температура планка 1.4*10^32 она отстоит от начала этой шкалы на бесконечность почти, дальше наша физика вообще не существует, какой мы ее знаем.

На графике распределения барионной материи мы слева, примерно там где на любом другом распределении Гаусса живут экстремальные представители, отрицательно выдающиеся чего бы то ни было.

Мы, географически, исходя из известного нам устройства обозримой вселенной живем на задворках в ледяном аду.

Если существует кремниевая жизнь например от 800 до 1500 кельвинов или плазменная жизнь существующая от миллиона кельвинов, то наша белковая жизнь существует у самого дна температурной шкалы в периферийном рукаве заурядной галактики на планете с тонкой пленкой атмосферы, притом отличающаяся патологической агрессией.

Данте описывал это, как 9 круг ада - Коцит. Место, где Люцифер, вмороженный в лед озера, ожидал души грешников - предателей.

Так что мы - черти, живущие в ледяном аду. С чем я нас всех и поздравляю!

P.S. Но реликтовое излучение, как описано в статье, совсем совсем холодное, 2 Кельвина с небольшим, а это дает нам шанс хоть как-то соответствовать вселенной.

Сохраню для знакомых, которые будут жаловаться, что им недостаточно тепло.

А вы про энтропию в своих рассуждениях о термодинамике на забыли? ;)

это не рассуждения о термодинамике, это вольная интерпретация псевдонаучных мыслей:) Зерно истины в них есть, но на научную полноту рассчитывать не стоит.

Как бы вам намекнуть... Это именно рассуждение об энтропии, с запрятыванием этого самого термина в образные метафоры. Вот цитата из "Энциклопедического словаря юного физика", статья "Низкие температуры":

Почему нагреть тело довольно легко (зажгите спичку, и вы мгновенно получите температуру в 1000° C), а вот охладить — даже на 100—200 градусов довольно сложная техническая задача? Причина в том, что увеличение температуры приводит к усилению теплового хаотического движения, к увеличению беспорядка системы. А именно в этом направлении самопроизвольно идут термодинамические процессы (см. Термодинамика).

Так что живём мы не вопреки низкой температуре, а благодаря ей.

Ну и несколько неточностей зафиксирую:

На графике распределения барионной материи мы слева

Это что за график такой? По температурной шкале? Так на нём вся материя будет слева скучкована. Вы же сами диапазон привели - до 1.4E32 К. А даже ядра звёзд, хоть и относительно горячи, но до планковской границы им...

Мы, географически, исходя из известного нам устройства обозримой вселенной живем на задворках

На каких ещё "задворках"? Геометрия Вселенной полагается изотропной!

Вы как будто просто антропный принцип наизнанку вывернули и подаёте в поэтической упаковке - дескать, "живём вопреки условиям", хотя на самом деле благодаря им...

КМК у лития большой провал на графике зависимости энергии связи от количества нуклонов. Выглядит совершенно аномально. Я бы копал в эту сторону.

А можно такую же штуку для эмуляции эволюции звёзд? Хотя есть Space Engine...

Да, буду пробовать. Space Engine как то размахнулись по масштабу и до сих пор в раннем доступе с кучей багов. Но красиво да.

Описание первых мгновений вселенной пробудило в памяти «Три бозона» от Комплексных Чисел:

Как разработчику игр, мне всегда было интересно, как делают такие симуляции на компьютерах:

  1. Переменные в программировании имеет ограниченную точность(32/64/128 бит и т.д.) в числах с плавающей запятой, при этом каждое математическое действие снижает точность расчетов. Максимальная точность достигается вблизи нуля, а чем дальше - тем хуже. Т.е. на краях симуляция будет отличаться от центра. Как справляются с этим в симуляциях(не столько здесь, а в целом)?

  2. Как справляются с "параллелизмом"(не знаю точно назвать) физических процессов? Ведь сначала код должен рассчитать взаимодействие для одной частицы относительно других, потом для второй, третьей и т.д. Но ведь в реальности частицы должны взаимодействовать одновременно(или нет?).

Максимальная точность достигается вблизи нуля

Разве?)) В этом же и суть "плавающей запятой".

Используют больше битов. Ну это не шутка, больше битов реально помогает. Больше точности вычислений через использования большего количество переменных, порядок Рунге-Кута повышают например. Динамический шаг по времени и пространству, там где высокий градиент мелкий шаг. Сохранение энергии и импульса, есть классы приближений в которых энергия и импульс сохраняются значительно лучше чем наивный подход. Перемежание знаков ошибки, есть вычисления в которых знак ошибки известен, и перемежая знак ошибки можно значительно улучшить стабильность. Общего решения нет. Не один диссер написан здесь.

Как профессионалы делают именно в симуляторах честно знаю только поверхностно. Но у меня есть пара лайфхаков тут. Все расчеты в 64 числах, этого тут достаточно. А чтобы числа с огромной разницей в порядках удобно было считать добавлены логарифмы. Например время идет от долей микросекунды до миллионов лет, но в расчетах это просто доля от текущего возраста Вселенной. Так же и с температурой. Количество ядер хранится в долях сколько штук на один барион. Сами научные модели тоже так считают.

кажется за кадром осталась барионная асимметрия: как так вышло, что вещества больше, чем антивещества?

Хороший вопрос. Но как это показать я не представляю, потому что достоверных данных нет. Тут модель уже с ассиметрией. Если есть идеи, то посоветуйте или сразу issue на GitHub.

Собрал все атомы в кучку. ) Жалко, что дальше ничего происходит.
Собрал все атомы в кучку. ) Жалко, что дальше ничего происходит.

P.S. Мне кажется, что не хватает масштабирования гравитации. Ведь чем больше масса собранного вещества, тем больше радиус гравитации, верно? А тут получается некоторое локальное притяжение и отталкивание.

Будем работать над этим во второй главе. Спасибо за рекомендацию!

Кстати, я пободяжил параметрами Вселенной. Типа расширение чередуется со сжатием. Заметил, что на сжатиях вещества склонны распаду по сравнению с расширением. На сжатиях реально склонны к распаду?

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации