Большой и довольно технический обзор по важнейшему методу численного моделирования. Обилие формул позволяет разобраться на уровне, соответствующем самостоятельной работе.

Авторы представляют разработанный ими код для расчета хода световых лучей в искривленном пространстве-времени с учетом эффектов переноса излучения. Такие программы очень востребованы, поскольку есть масса ситуаций, связанных с черными дырами и нейтронными звездами, где подобные расчеты необходимы. Важно, что код, по заверениям авторов, достаточно быстрый и работает на достаточно скромных компьютерах.

В качестве примера авторы, естественно, приводят изображение, соответствующее "фотографии черной дыры", получаемой Телескопом горизонта событий.

Часто спрашивают: а как в астрономии используют нейронные сети, глубокое обучение и все такое. Обзор дает очень развернутый ответ.

Рассмотрены все основные примеры и подходы в применении подобных новых методов для астрономических исследований. Начинается все с довольно давней истории, затем рассказ добирается до наших дней. Наконец, авторы всматриваются в будущее.

Появилась серия статей, в которой представлены результаты нового большого моделирования крупномасштабной структуры. Проект назвали MillenniumTNG, потому что он объединает расчеты Millennium с проектом IllustrisTNG. В данной статье дается общее описание нового проекта, поэтому с нее и надо начинать.

Всякие картинки и дополнительную инфомацию можно смотреть на сайте проекта.

Описан новый большой код для популяционного синтеза двойных систем. Приведено детальное описание программы, много тестовых результатов и тп. Сам код обещают сделать общедоступным после публикации статьи.

Большой обзор по механизму активных ядер галактик с упором на численное моделирование. Благодаря прогрессу и в создании новых астрономических инструментов, и в появлении новых методик наблюдений и обработки данных, и, наконец, росту мощности компьютеров и появлению новых алгоритмов в последние годы удалось существенно продвинуться в понимании активных ядер. Модели становятся все детальнее, и их все лучше можно сравнивать с данными наблюдений. Тем не менее, остаются вопросы или появляются новые. Все это и обсуждается в обзоре.

Большой обзор по моделированию взрывов сверхновых. Одной из центральных тем является следующее. В физике взрыва большую роль играет нарушение симметрии. Оно может быть связано с вращением и/или магнитным полем. Но есть и еще один источник - асимметрия в распределении коллапсирующего вещества звезды.

Соответственно, обзор посвящен численным методам для многомерного моделирования течений в коллапсирующих ядрах и их окрестностях, а также расчетам структуры предсверхновой.

Большой обзор по МГД турбулентности в астрофизике и соответствующему моделированию. Магнитное поле Галактики, Солнце, межзвездная среда, различные случаи динамо-механизма - все это так или иначе обсуждается в обзоре, но в основном - физика и численные подходы.

В Германии проведено самое крупное (10048³ ячеек) моделирование турбулентности. Основное примененеие - астрофизика. Точнее - межзвездная среда. Это важно и для понимания того, как сверхновые воздействуют на межзвездный газ, и как образуются первые звезды, и т.д.

Видео доступно в Ютьюбе.

В статье описан большой комплекс подпрограмм, позволяющий описывать планетную эволюцию. Учитывается множество факторов: эволюция звезды, пролеты близких звезд, приливы, внутреннее тепло планеты и т.д. и т.п. Код находится в свободном доступе.

В основной части статьи даны краткие (преимущественно словесные) описания каждого из модулей (отвечающих за отдельные аспекты эволюции), а в приложениях для каждого модуля приведены детали с формулами и тп.

Впечатляет. К слову, приложения полезны и по отдельности, если вас интересуют отдельные аспекты эволюции планет.

В рамках проекта по получению изображений линзированной фотонной сферы с помощью "Телескопа Горизонта Событий" была проделана огромная работа по численному моделированию. Несколько групп разрабатывали компьютерные коды, которые рассчитывают, как будет выглядет поток вещества вокруг черной дыры при разных параметрах (а параметров много!!!). В данной статье проводится тщательное сравнение результатов расчетов, проделанных разными группами. Основной вывод: научились хорошо считать.

Мы уже увидели изображение фотонной сферы черной дыры в М87. Теперь хотим увидеть нечто аналогичное для черной дыры в нашей Галактике - изображение источника Sagittarius A*. Чтобы радикально улучшить качество изображения, необходимо использовать интерферометры с очень большой базой. Сейчас Телескоп горизонта событий уже размером с Землю. Значит, надо выводить телескопы (хотя бы один) в космос.

В настоящее время есть опыт работы проекта Радиоастрон. Но он работал на недостаточно высокой частоте (сантиметровые волны, а нужны - миллиметровые), чтобы что-то разглядеть в центре Галактики. Сделать проект космического интерферометра на миллиметрах будет технически очень и очень непросто. Однако.....

Однако, что же мы увидим? Ответ - в статье. Проведено детальное численное моделирование того, что нам может показать космический интерферометр на частоте 200-700 ГГц. Причем, предполагается, что сразу несколько телескопов будут работать на орбите. Надо сразу сказать, что до 2040 такой проект точно никто не осуществит.

Я бы не сказал, что обзор прямо уж очень практический, что не делает его хуже. Автор перечисляет задачи и методы, сопровождая все краткими понятными пояснениями и ссылками. Т.е., все-таки за "практической" частью надо будет обратиться к первоисточникам, а обзор представляет большой список таковых.

Начиная с января в Архиве начали появляться white papers к следующему decadal survey по астрофизике. Такой отчет создается каждые 10 лет, и является основой для формирования общей политики в американской астрофизике. НА предварительном этапе разные исследовательские группы присылают свои небольшие (страниц на 10) заметки, призванные очертить современное состояние дел в какой-то области астрофизики, ключевые задачи и возмодные пути решения (в первую очередь, имеется ввиду, какие ресурсы для этого нужны: телескопы, компьютеры и тп.) На март пришелся пик таких публикаций в Архиве. Появилось уже около 200 статей. Сообщество, таким образм, проделывает колоссальную и очень важную работу по осмыслению того, куда и как двигаться, какие задачи наиболее актуальны, и что надо предпринять для их решения.

В данной заметке речь идет об астроинформатике и астростатистике. Современные возможности работы с данными позволяют ставить и решать множество актуальных задач, используя уже имеющиеся наблюдательные данные. Ясно, что эта область продолжит бурно развиваться. Авторы формулируют, какие организационные училия нужны для более эффективного развития. Ключевой момент - официально признать астростатистику и астроинформатику в качестве отдельной важной области, а не как техническое дополнение к конкретным исследованиям.

В последние годы появилось несколько крупных проектов космологического моделирования. В них структура вселенной воспроизводится в очень широком диапазоне масштабов: от миллиарда световых лет до тысячи световых лет. Т.о., начав с первичных флуктуаций плотности, авторы досчитывают до крупных очагов звездообразования в отдельных галактиках на z=0. Это позволяет получить "искусственную вселенную", параметры которой можно сравнивать с данными самых разных наблюдений.

Для интенсификации исследований и боолее полного использования полученных данных результаты моделирования выкладываются в открытый доступ. В данной статьей описывается очередной большой релиз таких данных от проекта IllustrisTNG.

Очередная статья про то, что надо как-то упорядочивать работу с большими компьютерными кодами в астрофизике, чтобы делать ее более эффективной. Работа по некоторым единым стандартам, считает автор, позволит использовать модульный подход для создания более сложных программ, но при этом будет проще разобраться в их работе.

Очередное описание популярной программы работы с данными.

Еще раз описан полезнейший продукт - программа TOPCAT, позволяющая легко управляться с большими объемами данных. Очень хороший.

В Архиве появилась пачка статей с результатми проекта IluustrisTNG. Как можно догадаться, это развитие проекта Illustris по моделированию образования крупномасштабной структуры и галактик. Теперь все еще подробнее и красивее.

Сайт проекта с красивыми картинками, данными и подробными описаниями можно найти по ссылке.

EAGLE - один из современных проектов (наряду с Illustris и др.), в которых в мелких подробностях можелируется формирование галактик от больших красных смещений до наших дней. Прелесть современного подхода состоит в том, что проекты выкладывают данны в открытый доступ. Данная статья является руководством по использованию открытых данных EAGLE. Сами данные доступны здесь .

Сейчас есть несколько научных групп, занимающихся космологическим моделированием. В основном они так или иначе представляют свои результаты в сети. Причем зачастую результаты выложены в удобном для пользователей виде. Так что можно "играть" с ними, использовать в своих работах. Часто это выглядит как манипулирование с данными "искусственной вселенной", аналогично работе с данными космологических наблюдений. Отсюда и насвание - "теоретическая вирутальная обсерватория".

В данном случае речь идет о веб-портале с данными, с которыми можно работать. Можно выбирать объекты, проводить с ними дополнительные вычисления, получать о них всякие данные (включая данные по объему вокруг них), строить карты и даже получать данные виртуальных "рентгеновских наблюдений" выбранной области с параметрами, соответствующими чувствительности различных реальных рентгеновских телескопов.

Авторы представляют новый код. На швейцарском компьютере от окучил 8 триллионов частиц в космологическом моделировании от z=49 до z=0 всего лишь за 80 часов (процессорного времени ушло более 350 000 часов). До этого модели обычно оперировали 0.5-1 триллионом частиц.

Рост числа частиц позволяет точнее воспроизводить параметры крупномасштабной структуры, что крайне актуально в свете будущих наблюдений.

Довольно любопытная статья. Авторы опросили более 1000 астрономов, чтобы понять, каким софтом люди пользуются, на каких языках пишут и тп. Результаты довольно очевидны (Python, IDL, C/C++, Fortran....), но все равно интересно.

Вышла новая версия программы MESA, которую весь мир применяет для моделирования эволюции звезд, в первую очередь двойных.

Польза от современных проектов по моделированию формирования галактик и крупномасштабной структуры максимизируется, если данные расчетов становятся общедоступными. Тогда независимые группы исследователей могут изучать разные типа объектов, полученных в результате симуляции, сравнивать их с данными наблюдений и т.д. В данной статье представлен релиз результатов проекта Illustris, пожалуй, самого совершенного моделирования на сегодняшний день, где авторам удалось добратсья до формирования галактик в мелких подробностях, позволяющих непосредственно сопоставлять искусственные галактики с настоящими.

Описана библиотека программ для расчетов траекторий объектов в Галактике. Сам код, тесты и подробное описание можно скачать.

Рассмотрены численные методы, применяемые для моделирования эволюции галактик. Речь идет как о внутригалактических масштабах, так и о формировании галактик. Видео лекций также доступно.

В статье рассказывается о новшествах в библиотеке астрономических компьютерных программ ASCL. Библиотеке уже 15 лет. В ней около 1000 доступных программ. Новый сайт дает возможность удобного поиска и работы с кодами. Кроме того, легко искать статьи как с описанием кода, так и статьи, которые его использовали.

Интересный обзор по численным подходам в ОТО на примере слияния черных дыр. Местами написано сложно, но пропуская их, все равно можно узнать немало интересного.
А уж если не пропускать .....

Автор полагает, что важный прорыв в моделировании слияния черных дыр был совершен в 2005 году (автор хорошо излагает историю вопроса, отмечая важные вехи). Посмотрим, подтвердят ли наблюдения LIGO и VIRGO эти расчеты.

Большой подробный обзор по численному моделировании в астрофизике. Затронут довольно узкий круг очень сложных задач, связанных со слияниями компактных объектов: белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр.

Техническая часть очень подробная, а потому тяжелая. Для специалистов крайне полезно.

Довольно популярный обзор по моделированию всяких процессов, где важны эффекты ОТО. В первую очередь это слияния нейтронных звезд и черных дыр.

Подробно обсуждается один из подходов к численному моделированию турбулентного движения при больших числах Рейнольдса. Особое внимание уделяется астрофизическим приложениям, которые, как можно догадаться, чрезвычайно разнообразны.

Очень кратко описана ASCL - крупнейшая он-лайновая бибиотека открытых астрофизических кодов. Сейчас там более 500 программ.

См. также arxiv:1212.1915.

Отличный обзор по сверхновым! Дано и хорошее общее описание происходящего, и рассказано, как работают современные численные модели.

Отличный обзор. Многие важные вещи, определяющие физику сверхновых, ясно и понятно описаны без формул (но достаточно строго).

Хорошо описано, как инсталлировать и использовать два пакета программ: MESA и NuGrid. Первый предназначен для расчетов звездной эволюции. Второй - для нуклесинтеза. Их можно использовать вместе. Например, при расчетах новых.

Уже давно для работы с моделями многие используют не данные космологических наблюдений, а данные моделирования, находящиеся в открытом доступе. Но впервые, насколько я знаю, создан мощный общедоступный инструмент для работы с одним из самых крупных прогонов космологической эволюции - Millennuim Run. Он доступен в Интернете. Это своеобразная виртуальная обсерватория, моделирующая наблюдения с помощью реальных приборов в реальных условиях на основе данных, полученных в моделировании. Картинки в статье потрясающие - советую посмотреть. Что-нибудь типа моделирования глубокого поля Хаббла.

Хотя в итоге авторы описывают свои работы и их развитие, начинается все с хорошего описания структуры и проблем расчетов взрывов сверхновых. Хорошо описаны некоторые детали.

Обзор содержит много довольно известных фактов или банальных утверждений, однако для тех, кто совсем ничего не знает про суперкомпьютинг, статья будет полезной.

Авторы описывают систему для размещения в сети кодов астрофизических программ с описанием: Astrophysics Source Code Library (ASCL).

Небольшой достаточно популярный обзор по одному из методом численного моделирования. Автор качественно описывает особенности, преимущества и недостатки данного подхода.

Описан комплекс программ для расчетов астрофизических задач типа слияния нейтронных звед и черных дыр, коллапса и т.д.

Результаты больших космологических расчетов востребованы самыми разными группами. Причем важно иметь возможность не просто видеть публикации, а прямо работать с "искусственной вселенной". Это довольно нетривиально, учитывая огромные объемы данных. Поэтому разрабатывают специальные системы доступа и визуализации для работы с такими данными. Статья является описанием такой системы.

Даны многочисленные примеры работы с базой, написанной на SQL. А также, разумеется, частично представлены результаты расчетов, доступных в базе.

Большой обзор по численным методам и их приложениям, предназначенный для профессионалов. Рассмотрена методика, очень популярная в самых разных разделах астрофизики. Поэтому обзор будет интересен всем специалистам, до областей интересов которых дотянулась гидродинамика сглаженных частиц.

Современные космологические расчеты содержат колоссальное количество "частиц". Это ставит специфические проблемы в смысле визализации. Авторы разработали программу, которая позволяет с помощью браузера эффективно работать с результатами таких расчетов. Разработанный софт находится в открытом доступе. В статье приводятся все необходимые ссылки.

В последние годы развитие компьютерной техники привело к существенному продвижению в изучении МГД-турбулентности. Авторы дают соответствующий обзор. Желающие лишь кратко ознакомиться с основными выводами могут прочесть введение (первые две страницы) и заключение.

Довольно любопытные текст, в котором авторы рассуждают о том, почему несмотря на рост вычислительных возможностей для работы с данными нет очень уж большого роста количества самих результатов. Я бы поспорил с авторами, что рост так уж мал, и что он определяется в основном скоростью вычислений. Тем не менее, авторы высказывают разумную мысль, что астрономов (студентов, аспирантов) плохо учат программированию, и что критическое место именно тут.

Большой обзор по численному методу, применяемому в гидродинамике. На мой взгляд, обзор не может служить первым пособием по овладению методом. Но для тех, кто уже что-то пытается сделать, но находится в самом начале пути, там есть много полезного.

Булучи одним из самых известных и авторитетных специалистов в своей области, автор рассказывает (со своей субъективной точки зрения), как проходило развитие численного моделирования МГД процессов в астрофизических приложениях.

Облачные вычисления - мощный подход в проведению ресурсоемких вычислений. Он получает все большую популярность. А что в астрофизике, где есть и огромное количество данных, и очень сложное численное моделирование? Авторы показывают на примере работы с данными спутника Кеплер, что облачные вычисления более эффективны, чем дорогие суперкомпьютеры.

Представлены два новых кода для расчета коллапса массивных звезд. В качестве первой демонстрации рассчитан коллапс звезды с массой 15 солнечных. В процессе коллапса возникает биполярное истечение вдоль оси вращения. При слабом начальном поле такие потоки не возникают. Взрыв асимметричен. Экспоненциальный рост магнитного поля в модели не проиходит, однако это может быть связано с малым временем расчета (40 миллисекунд).

См. также arxiv:1008.1422, где кратко описаны результаты другого моделирования взрыва звезды той же массы.

Подробное введение в генераторы случайных чисел. Рассмотрены самые разные подходы. Описано, как проверять качество генератора случайных чисел. Упор делается на применение в моделировании задач, встречающихся в разных областях науки. Приводится много полезных он-лайновых ссылок.

Представлены детальные расчеты форм гравитационно-волнового сигнала от взрывов сверхновых. Если повезет, то advanced LIGO сможет увидеть сигнал. Тогда можно будет говорить об ограничениях на модели сверхновых по гравволновым измерениям. Например, сигнал может оказаться совсем не похожим на рассчитанные в статье. Значит, модель взрыва иная.

Детально, но очень понятно описаны современные космологические численные симуляции. Затем более подробно описано, как моделируют свойства скоплений галактик, что из этого можно получить и зачем это все нужно.

"Большой Театр" - один из известнейших брендов, поэтому Bolshoi - слово известное. Поэтому логично использовать его в названии большого численного моделирования.

Модель рассчитывается в кубе со стороной 250 Мпк. Используется 8 миллионов частиц. Этого достаточно, чтобы отследить довольно мелкие гало. В статье представлены первые результаты, полученные с новой моделью.

В Архиве появляется серия обзоров, включенных в специальный номер журнала Advanced Science Letters, посвященный компьютерному моделированию в астрофизике. Во вводной статье редактор сборника дает список статей (с их номерами в Архиве) и описывает основные цели составления такого сборника.

В сборник вошли статьи:
arxiv:0906.4339
arxiv:0906.4340
arxiv:0906.4347
arxiv:0906.4348
arxiv:0906.4339
arxiv:0906.4366
arxiv:0906.4369
arxiv:0906.4370
arxiv:0906.4372
arxiv:0906.4452

Полезный, как мне кажется, для студентов и аспирантов вводный курс про то, "как писать научный софт". Автор обсуждает некоторые общие принципы, некоторые языки, библиотеки и тп.

Популяционный синтез - мощный метод исследования в астрофизике. Его можно применять не только к тесным двойным системам, радиопульсарам, активным ядрам галактик и тп., но и к экзопланетам. Что авторы и делают.

Используя некоторые предположения о распределениях начальных параметрах и законах формирования и эволюции планет, авторы рассчитывают соверменное распределение планет на плоскости масса-расстояние от звезды. Далее это можно сравнивать с наблюдениями.

Вторую часть исследования, посвященную сравнению модельных расчетов с наблюдениями, см. в arxiv:0904.2542.

В 2007 году в Тренто, в европейском центре по теоретическим исследованиям в ядерной физике и родственных областях (ECT*) прошла очень хорошая программа по физике компактных объектов. Примерно полтора месяца аспирантам из нескольких европейских стран было прочитано несколько курсов лекций (каждый курс, включающий семинары, длился неделю, в течение каждой недели лекции читали двое ученых). Стефан Россвог читал курс по численным методам в релятивистской астрофизике. На основе прочитанных лекций он и написал этот обзор.

Хотя основная часть обзора посвящена именно smooth particle hydrodynamics, Стефан касается разных аспектов численного моделирования в астрофизике. Формул и деталей в обзоре много. Т.е., это действительно понятное техническое руководство для тех, кому оно надо. Для всех остальных можно посоветовать пятитистраничное введение.

Зачастую трудно сравнить результаты моделирования с наблюдениями. Ведь надо построить именно изображение в разных спектральных диапазонах, причем построить его так, как его может увидеть конкретный инструмент, например рентгеновский телескоп с определенной матрицей отклика, угловым разрешением и тп. Поэтому появляется нужда в специальных медиаторах, которые связывали бы результаты трехмерных численных расчетов с ожидаемым наблюдательным результатом. Именнно такой медиатор авторы и называют виртуальной обсерваторией (т.е. термин используется не в том значении, которое сейчас весьма популярно).

Авторы представляют код, написанный на IDL, и доступный на сайте http://www.astro.wisc.edu/~heinzs/XIM. Он позволяет получить изображение по результатам трехмерного моделирования. Код адаптирован для теплового излучения и для эйлеровских сеток. В него непосредственно заложены параметры Чанды и будущей рентгеновской обсерватории IXO, но пользователь может добавить свои матрицы отклика, т.е. использовать код и для получения изображений, эмулирующих наблюдения на других рентгеновских спутниках.

GRAPE-6 - это специально разработанное и адаптированное "железо", используемое для N-body расчетов. Дорогое "железо". Дешевая альтернатива - это собирать кластеры из каких-нибудь стандартных дешевых устройств. Люди пробовали игровые приставки и тп. В последнее время очень популярно использовать мощные видеокарты. По отношению цена/скорость вычислений они выигрывают у любого "эксклюзивного железа".

В статье представляется библиотека, позволяющая эмулировать на видеокартах GRAPE-6. Более того, код, написанный для GRAPE-6 можно просто перенести на карты, используя данную библиотеку.

Статья посвящена, по сути, интересному сайту iCosmo и возможностям, которые он предоставляет. Сейчас на сайте можно посчитать некоторые простые космологические параметры для разных моделей. (Термин "cloud" относится к нелокальным вычислениям под анонимным логином.) Но авторы предлагают размещать на нем в интеркативном доступе разные космологические коды. посмотрим, что получится.

Кроме того, в статье упомянуты (и даны ссылки) некоторые полезные свободные космологические программы.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Автор предлагает новую схему для расчета охлаждения за счет излучения в оптически тонкой среде. Схема точнее ранее использовавшись, а ресурсов требует примерно столько же.

Автор предлагает новую численную схему, которая, по его мнению, может найти применение в космологических расчетах. В основе метода лежит движущаяся неструктурированная сетка. Сетка может подстраиваться так, чтобы увеличивать разрешении в каких-о областях (это важно, например, при расчете формирования структуры в космологии). Новая методика предназначена для расчетов в рамках идеальной гидродинамики. Если сетку зафиксировать, то получится обычная эйлерова схема. Если дать сетке "плыть" вместе с потоком, то будет лагранжева схема.

Анимации и рисунки в высоком разрешении можно найти по этой ссылке.

Автору статьи сейчас 72 года, а потому он вполне может обозревать промежутки времени порядка полувека. В основном работы автора касались моделирования молекулярной динамики, о чем он и вспоминает. Вообще, интересно почитать биографию ученого ....

Кстати, на странице автора в отсканированном виде есть несколько полезных книг по численному моделированию.

Небольшой, а потому неизбежно неполный, обзор по моделированию струйных истечений от черных дыр. Автор рассматривает именно образование струи, в то время как многие исследования связаны с устойчивостью струй, их проявлениями и тп. В рассмотренных моделях для запуска джета необходимо магнитное поле.

Авторы представляют результаты проекта Aquarius по моделированию образования галактик. Формирование галактик - это, в первую очередь, формирование гало темного вещества. В представляемых моделях гало состоит из более чем миллиарда частиц, а в начальном моделировании участвовало более 4 миллиардов частиц (просто не все в конце счета входят в состав гало). Обнаружено небольшое систематическое отклонение от теоретических профилей Наварро, Френка и Вайта, которые активно используются в разных моделях (все трое, кстати, входят в число авторов обсуждаемой статьи).

Всем читать! Годунов вспоминает о создании годуновских численных схем, названных в его честь. Очень интересно!

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Авторы сравнивают четыре кода: Enzo, Flash, Gadget и Hydra. Для этого они решают с их помощью некоторые задачи с известными решениями. Речь не идет о выявлении "чемпиона", просто важно понять какие коды лучше подходят для разных классов задач.

Энциклопедический обзор по одному из самых часто используемых методов в астрофизическом моделировании: методу многих тел. Этим методом изучают и солнечную систему (равно как и другие системы), и звездные конгломераты от скоплений до галактик, и крупномасштабное распределение самих галактик.

Описана служба (и база данных) NStED (NASA/IPAC/MSC Star and Exoplanet Database). Приводятся данные по 140 000 ярким близким звездам, по известным планетам и тп. Разумеется, база будет расти, особенно после запуска новых спутников, специально предназначенных для поиска экзопланет.

Авторы представляют новый детальный расчет слияния двух нейтронных звезд. Предмет особого интереса авторов ? коллапс в черную дыру. В самом деле, обычно суммарная масса двух нейтронных звезд превосходит предел устойчивости относительно коллапса в черную дыру. Коллапс может происходить сразу после слияния или же с некоторой задержкой. Задержка связана с тем, что быстрое дифференциальное вращение может какое-то время удерживать объект от схлопывания.

Расчеты такого процесса крайне сложны, и даже представляемые результаты далеки от реальной ситуации. Авторы обсуждают, каковы могут быть, например, эффекты магнитных полей, не учитываемые в данных моделях. Кроме того, пока было использовано достаточно примитивное уравнение состояния вещества нейтронных звезд.

Тренироваться надо на кошках. Или на компьютерных моделях. Поэтому при разработке крупных научных проектов разные группы занимаются роазработкой компьютерных симуляторов установки. В данном случае речь идет о космическом гравитационно-волновом детекторе LISA.

Программа позволяет рассчитывать чувствительность детектора и сигналы от источников с известными свойствами. Программа находится в свободном доступе.

Представлен код для моделирования слияния галактик и прочих интересных явлений, где применимо приближение многих тел. Программа может использоваться как на обычных компьютерах, так и на GRAPE. Язык - Фортран 95. Программа также может быть использована для исследования космологических задач (т.е. можно включать космологическое расширение).

См. также вторую статью, посвященную этому коду: arxiv:0802.4253.

Авторы описывают новый метод численного моделирования, позволяющий учитывать магнитные поля при трехмерных расчетах самогравитирующих систем.

Иногда при численном моделировании ученые сталкиваются с задачами, где надо одинаково подробно прописывать очень разные масштабы. Это означает, что ни о какой равномерной сетке речи нет. Более того, иногда и неравномерную сетку приходится двигать, поскольку объект, рассматриваемый в задаче, "дышит". Хорошим примером таких моделей является взрыв сверхновой. Автор достаточно простым, прозрачным, языком описывает основные свойства таких моделей.

Обзор посвящен моделированию (а, стало быть, и пониманию) процесса образования дисковых галактик. Поскольку проблема далека от окончательного решения, обзор содержит в себе интригу, что делает чтение интересным.

Подробно описывается пакет программ для расчета звездной эволюции. Расчеты одномерные. Не учитывается вырождение электронов.

Наверное, многием будет интересно также просмотреть статью arxiv:0801.2022. В ней автор рассуждает о перспективах микросекундной звездной астрометрии (на таком уровне будет работать спутник GAIA). Оказывается, эта задача бросает вызов и звездным моделям. Когда астрометрия выйдет на микросекундный уровень, одномерными моделями будет уже не обойтись.

Появился целый ряд статей, посвященных различным аспектам исследования скоплений галактик. При этом большинство статей являются обзорами, имеющими более широкую область применимости, чем только скопления. Вместе они формируют целую книгу. Перечислю некоторые из них.
Nonthermal radiation mechanisms,
Thermal radiation processes,
Equilibration processes in the Warm-Hot Intergalactic Medium ,
Cosmological shock waves,
Observations of extended radio emission in clusters,
Nonthermal phenomena in clusters of galaxies,
Clusters of galaxies: setting the stage ,
Clusters of galaxies: beyond the thermal view,
Future instrumentation for the study of the Warm-Hot Intergalactic Medium,
Metal enrichment processes,
Numerical simulations of the Warm-Hot Intergalactic Medium.

Авторы представляют результаты численного моделирования слияния черной дыры и нейтронной звезды, полученные с помощью нового кода. Напомню, что такие события во-первых, совершенно точно являются мощнейшими источниками гравитационных волн (и, скорее всего, LIGO первыми увидит именно их), а во-вторых, какое-то время такие события обсуждались как источники коротких гамма-всплесков.

Результаты подтверждают, что гамма-всплеск сделать трудно, т.к. почти все вещество нейтронной звезды сразу проваливается в дыру, и лишь жалкие проценты идут на образование диска. Разумеется, авторы рассчитывают форму гравимпульса. Сравнение результатов расчетов с данными о будущих "отловленных" всплесках гравизлучения позволит дать важные ограничения на уравнение состояния нейтронных звезд.

Небольшой обзор, посвященный достаточно популярному изложению того, как моделируют турбулентность вообще, а в особенности в случае межзвездной среды.

Дано писание новой версии программы для космологических вычислений (методом многих тел).

Программа доступна на странице проекта.

Небольшая заметка, поясняющая детали генерации синтетических спектров галактик в рамках проекта Виртуальной Обсерватории. Отдельное внимание уделяется обсуждению систематических ошибок используемых моделей. Некторые особенности работы Виртуальной Обсерватории обсуждаются также в препринтах:

arXiv:0711.0412 3D Spectroscopy in the Virtual Observatory: Current Status;

arXiv:0711.1889 Visualization of Complex Observational and Theoretical Datasets in the Virtual Observatory;

arXiv:0711.1892 Middleware for Data Visualization in VO-enabled Data Archives;

arXiv:0711.2629 Theoretical models in the Virtual Observatory.

Богатые газом карликовые галактики подразделяют на карликовые иррегулярные низкой поверхностной яркости (dIrr), и яркие голубые карликовые галактики (BCD). И те, и другие имеют низкую металличность и сложную многокомпонентную газовую структуру. Их межзвездная среда состоит из холодной, теплой и горячей диффузной фаз. Авторы данной работы исследовали, как учет холодных облаков повлияет на динамическую и химическую эволюцию карликовых галактик. Результаты моделирования сравнивались авторами с их же результатами, но полученными в рамках стандартного общепринятого подхода. Численные эксперименты показали, что учет холодной облачной фазы уменьшает тепловую энергию МЗС на 20-40%, что существенно уменьшает вероятность образования крупномасшабных истечений. Общая металличность МЗС карликовой галактики при этом понижается на 0.2-0.4 порядка dex, хотя относительные содержания элементов остаются прежними.

Дано описание одного из кодов, описывающих эволюцию нормальных звезд. Существует несколько модификаций этого набора программ. Некоторые из них достаточно детальны для приложения к астросейсмологии и исследованиям внутреннего строения Солнца.

Авторы проводят трехмерное численное моделирование эволюции замагниченного молекулярного облака с целью выяснения того, как образуются двойные звезды. Авторы предсказывают, что у звезд в очень молодых группах должно наблюдаться два пика в распределении по большим полуосям орбит двойных.

См. также arxiv:0709.2886 и arxiv:0709.2887, посвященные аналогичным исследованиям - образование звезд. Здесь авторы детально исследуют роль магнитных полей при коллапсе облака. Выводы отличаются от полученных в описанной выше статье.

Сравниваются два подхода при организации доступа к данным о звездных популяциях в Виртуальной обсерватории. К сожалению, заметка очень короткая, поэтому, по сути, приходится довольствоваться лишь выводами автора. Все детали остаются за бортом.

Автор описывает (и рекламирует) софт для визуализации гидродинамических расчетов методом сглаженных частиц. Программа доступна для скачивания.

Довольно интересно, как люди пытаются оптимизировать визуализацию результатов расчетов формирования первых звезд и тп.

Буквально несколько дней назад известный российский научный журналист Александр Сергеев, зайдя в ГАИШ рассказывал мне в 31-й комнате за чашкой чая о возможности создания кластеров с производительностью несколько терафлоп на видеокартах NVIDIA. Я как-то скептически отнесся к этому (производительность-то большая, но вот как там с памятью.... Все равно это не дешево по нашим меркам, возни много и тп.). Но вот - китайцы уже благополучно гоняют такие системы на астрофизических задачах.

Хотя, все равно, самая красивая идея - это кластеры на XBOX под Linux. Дело в том, что игровые приставки в принципе можно купить дешевле себестоимости, если производитель ведет некоторую рыночную игру и думает в первую очередь об основных потребителях, которые покупают по одной приставке, а потом кучу игр :)

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Рассмотрены различные аспекты моделирования тесных звездных систем, в которых возможны частые взаимодействия звезд (захваты, обмены и тп.).

Сейчас в мире существует достаточно много групп, занимающихся численным моделированием формирования крупномасштабной структуры. Для внятного обсуждения результатов, полученных этими группами, необходимо сравнивать сами компьютерные программы. Для этого надо проводить некоторые стандартные вычисления, и детально разбираться нет ли противоречий в разных кодах. Этим уже несколько лет занимаются. В статье представлены очередные результаты сравнения. Вроде бы все хорошо.

Подробно, но очень понятно (без массы формул и тп.) описана компьютерная программа и ее применения для космологических вычислений. Рекомендую всем, кто интересуется тем, как проводятся мощные вычисления в современной астрофизике.

Представлено описание новой программы, предназначенной для расчета слияний нейтронных звезд (а также нейтронных звезд с черными дырами).

Дано подробное описание формул, заложенных в программу популяционного синтеза двойных систем "Машина сценариев".

"Вперед, к победе коммунизма!" (с)
Что-то в этом духе приходит в голову в связи с названием статьи. Авторы обсуждают распределенные вычисления (grid computing) с производительностью порядка петафлоп в секунду.

Grid computing требует разработки специальных алгоритмов. Авторы кратко их обсуждают и развернуто иллюстрируют.

Этот подход актуален для самых разных областей. Статья появилась именно в астрономической части Архива, поскольку часть авторов является астрофизиками, и пример для иллюстрации они выбрали астрономический - моделирование галактики.

Представлены результаты расчетов сверхновой для магнито-ротационного механизма. Как я уже не раз подчеркивал, наконец-то этот механизм стал активно исследоваться разными группами. Все это ясный пример того, как развитие вычислительной техники (имеется ввиду не только "железо", но и "софт") приводит к детализации моделей и рассмотрению более широкого спектра механизмов.

Фактически, это книга, посвященная очень популярной сейчас тематике - численному моделированию эффектов ОТО. Никакого "общего" интереса работа не представляет, но, по всей видимости, является полезнейшим руководством для тех, кто в самом деле этим занимается.

Замечательный синтез лабораторных экспериментов и численного моделирования, созданный для лучшего понимания феерических астрофизических феноменов - струйных истечений, наблюдаемых, в основном, от аккрецирующих черных дыр.

Представлены результаты новых численных расчетов слияний систем, состоящих из нейтронных звезд и черных дыр. Важно, что авторы находят новые аргументы в пользу того, что такие системы могут порождать короткие гамма-всплески.

Теория аккреции развивается уже достаточно давно. Тем не менее, даже для достаточно простых течений не достигнуто полное понимание. Как ясно из названия статьи, в ней провидится численное исследование трехмерной сферически-симметричной аккреции с учетом магнитных полей.

Как и в более ранних исследованиях (в том числе и самого автора статьи) темп аккреции конечно же меньше, чем в случае классической аккреции Бонди. Важным новым выводом является невозможность установления стационарного сверхзвукового сферически-симметричного течения при наличии мелкомасштабных магнитных полей.

Приводятся результаты численного моделирования поведения молодых нейтронных звезд с учетом многих деталей.

Приводится подробное описание одной из лучших современных программ популяционного синтеза тесных двойных систем - StarTrack. Соответственно, из описания того как и что считается, можно узнать много полезного об эволюции звезд в двойных системах, особенно о системах с компактными объектами.

В прошлом выпуске я уже писал о первой работе этой группы авторов. Ими рассматривается коллапс быстровращающейся массивной замагниченной нейтронно звезды, образовавшейся в реузльтате слияния двух нейтронных звезд. В предыдущей статье авторами лишь кратко была отмечена возможность генерации короткого гамма-всплеска при таком коллапсе. В этой же статье моделирование вспелска является основной темой.

Очередная статья известной российской группы, разрабатывающей модель магниторотационного взрыва сверхновой. Поскольку модель постоянно развивается, совершенствуется, то новые статьи содержат новые детали. Рекомендуется к прочтению всем, кого интересует, как взрываются массивные звезды (речь идет только о таких сверхновых, т.е. не о типе Ia).

Такой вот длинный перевод названия. Суть работы конечно в том, что же нового есть в численном моделировании процессов, в которых велики эффекты Общей теории относительности. Задачи эти во-первых сейчас очень актуальны (например, в связи с перспективой регистрации гравитационных сигналов от сливающихся черных дыр), во-вторых оин становятся более доступными в смысле того, что мощность компьютеров все еще растет. Но одной мощью тут крепость не взять. Нужно разрабатывать новые алгоритмы. Этому собственно и посвящен обзор.

Представлено детальное описание одного из космологических кодов. Сам код доступен.

Мигель Червиньо сделал уже несколько очень интересных работ, посвященных пределам применимости эволюционного популяционного синтеза. Как видно из названия, это четвертая работа в серии. Работа достаточно техническая, но на мой взгляд важная.

Обширная энциклопедическая статья, посвященная методу многих тел в гравитации.

Все знают, что уже задача трех тел в общем виде не имеет полного аналитического решения. Однако в астрономии сплошь и рядом встречаются ситуации взаимодействия множества объектов. Для решения таких задач были разработаны как численные, так и приближенные аналитические методы. Обо всем этом - в статье.

Честно говоря, всегда нравились картинки и фильмы, демонстрирующие дисковую аккрецию.
Рассмотрен режим пропеллера при дисковой аккреции на замагниченную звезду. Результаты могут применяться как для аккреции на нейтронные звезды и белые карлики, так и для исследования звезд типа Т Тельца.

На первой серии рисунков показано, как изменяется конфигурация магнитного поля. На левом рисунке (Т=0, время отсчитывается в условных единицах, соответствующих одному обороту с кеплеровской скоростью на расстоянии 2.86 радиуса звезды) показана начальная конфигурация поля. Затем начинается расчет, и видно, как силовые линии формируют "магнитные башни". В нижней части дано увеличенное изображение линий вблизи диска для Т=70.

На второй серии рисунков продемонстрировано, что несмотря на то, что система находится на стадии пропеллера, когда быстровращающееся магнитное поле препятствует проникновения вещества на поверхность звезды, некоторая аккреция тем не менее возможна. На среднем рисунке отчетливо видно это "проникновение".

Две статьи, в которых описывается численная схема и код для моделирования магнито-гидродинамических процессов. Кроме описания представлены результаты тестов программы. Вероятно, этот код придет на смену знаменитому ZEUS.

Старая, но актуальная статья, посвященная взаимодействию радиоволн с плазмой.

Кратко описаны основные методы космологического моделирования методом многих тел (N-body). Поскольку данные по крупномасштабной структуре являются одним из китов, на которых стоит современная космология, советуем ознакомиться с этим обзором.

Наравне с данными по реликтовому излучению и первичному нуклеосинтезу исследования крупномасштабной структуры являются одним из столпов, на которых стоит здание современной космологии. С теоретической точки зрения рассмотрение моделей образования галактик и их скоплений и сверхскоплений сводится в основном как раз к методу многих частиц (N-Body simulations). В статье проводится обстоятельный обзор данного метода компьютерного моделирования.

Отметим, что появилось еще несколько обзоров, которые будут напечатаны в специальном выпуске Current Science.

Очень короткая заметка в трудах конференции. Мы выделяем ее потому, что уже в абстракте компактно и четко перечислены основные элементы и трудности в моделировании процесса формирования галактик и скоплений, а также возможные пути разрешения этих проблем.

Трудности связаны с правильным учетом охлаждения газа за счет излучения и нагрева газа за счет обратного влияния образующихся звезд. Для воспроизведения наблюдающихся свойств галактик необходим какой-то дополнительный механизм нагрева. Возможно, он связан с активностью галактического ядра.

Эта статья описывает две программы на FORTRAN'е, которые позволяют строить диаграммы Герцшпрунга-Рассела и эволюционные треки отдельных звезд на ней. Программа позволяет задавать такие параметры "рисуемой" звезды, как химсостав (центральный и фотосферный), светимость, эффективную температуру, радиус фотосферы и массу звезды. Сами программы достаточно просты, но снабжены очень большим набором файлов с данными. А за графику отвечает хорошо известный свободно распространяемы пакет программ PGPLOT.

AMR (Adaptive Mesh Refinement) означает "метод адаптивных сеток" один из самых продвинутых методов численного гидродинамического и магнитогидродинамического моделирования, когда требуется смоделировать процессы в достаточно большом объеме пространства и при этом проследить за мелкими деталями, возникающими в некоторых его местах.

А применяются эти методы для моделирования Солнца, межзвездной среды, вспышек Сверхновых, процессов нуклеосинтеза, звездообразования, джетов, образования и эволюции галактик и крупномасштабной структуры Вселенной. И так далее ...
(При этом ни одного рисунка.)

Это не первая работа данных авторов по численной МГД, до этого была аккреция на соосный диполь, на быстро движущуюся, но невращающуюся звезду и т.д.

Статью можно читать двумя способами: внимательно вчитываться в использованные граничные условия и параметры среды - это для специалистов гидродинамиков, физиков плазмы и астрофизиков, или просто смотреть на картинки - их много и ниже приведена одна из самых простых и не красочных.

Схема начальных условий расчета:
сечение вдоль оси вращения

На сайте авторов можно посмотреть фильм, следанный по этим расчетам: http://www.astro.cornell.edu/us-rus/inclined.htm.

Очень маленький обзор одной из самых авторитетных групп по численному моделированию Сверхновых. Что стало ясно на сегодняшний день: двумерные осесимметричные модели, даже с очень изощренным переносом нейтрино, не привели к успеху. Но есть явные признаки того, что (в трехмерии) данная проблема близка к решению.

"Фотографии" двумерного коллапса
в разные моменты времени

Численное моделирование - важнейший инструмент в космологических исследованиях. Существует много различных подходов к "созданию вселенной в пробирке". Соответственно, необходимо сравнивать разные подходы монополизм и отсутствие свободного компетентного обсуждения науке противопоказано).

Авторы (известнейшие специалисты в своей области) сравнивают два численных кода, основанных на разных методиках. Обсуждаются причины несколько различающихся результатов работы двух программ.

Дается обзор новой версии параллельных суперкомпьютеров серии GRAPE (GRAvity piPE) для моделирования методом многих тел, активно применяющимся в астрофизике (структура и взаимодействие галактик, звездные скопления, крупномасштабная структура, устойчивость и формирование планетных систем и т.п.). Серия началась в начале 90-х годов и, разумеется, мощность компьютеров быстро росла. Компьютеры GRAPE-3 и -5 производились даже малыми сериями, что позволило сделать их не очень дорогими (т.е. доступными большинству крупных университетов, где были соответствующие группы исследователей). GRAPE-6 имеет 2048 процессоров. Максимальная скорость - 64 Терафлопа.

Статья будет безусловно интересна всем, кто интересуется численными методами, компьютерным моделирование и т.п.

Короткий отчет о ходе работ над интересным проектом. Авотры поставили своей задачей с помощью численного моделирования получить библиотеку сливающихся галактик. Как хорошо известно, взаимодействие галактик может порождать весьма причудливые конфигурации. Было бы интересно заранее иметь набор симуляций. Для того, чтобы это давало отдачу, нужно иметь около 1000 смоделированных слияний. Большая работа!

Существует достаточно много открытых кодов для самых различных целей. В том числе и для космологического моделирования. В данной статье авторы представляют описание программы FLY. Работа, разумеется, очень техническая, но будет интересна тем, кто интересуется численным моделированием.

Две статьи (вторая "Smoothed Particle Magnetohydrodynamics II. Variational principles and variable smoothing length terms"), посвященные моделированию методом сглаженных частиц (Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)).

Предложен новый алгоритм, который проверен множеством одномерных тестов, представленными в этих двух работах. Предполагается, что алгоритм будет крайне полезен в астрофизических приложениях (включая неидеальную МГД).

Диссертация посвящена численному моделирования гравитационного коллапса. Тема архисложная и архиактуальная.

Эта статья - праздник трехмерных расчетов, которые были выполнены для серии моделей с различной скоростью вращения и магнитным полем. Самое быстрое из рассмотренных вращений не приводит к фрагментации звезды и не вызывает существенных изменений в процессах конвекции в центре ее ядра. Аналогично, рассматривались не слишком сильные магнитные поля, которые не доминируют в процессе взрыва сверхновой (более сильные магнитные поля, наблюдаемые у нейтронных звезд, могут возникать при их последующем охлаждении и сжатии). В модели с самым быстрым вращением может образоваться пульсар, энергии вращения которого будет достаточно для сброса оболочки сверхновой. Но современные эволюционные теории предсказывают слишком медленное вращение у предсверхновых, чтобы такой (магниторотационный) механизм мог сработать.

Правильно разделить наблюдательные данные на интервалы, чтобы затем их удачно аппроксимировать - почти искусство. В данной заметке описан простой, но мощный алгоритм, который просматривает все возможные варианты разбиения N точек данных за время порядка N² (обращаем внимание, что общее число вариантов разбиения пропорционально e^N). Алгоритм гарантированно находит глобальный оптимум и автоматически определяет число интервалов на которое надо разбить исходные данные. Алгоритм легко обобщается на многомерные данные. Возможна, также, его работа в реальном времени.

Пример разбиения набора данных на интервалы

Базы данных больших обзоров неба (например, SuperCOSMOS Sky Survey, SSS), также как и отдельные наблюдения, "засоряются" пролетами искусственных спутников и самолетов, физическими дефектами приемников (сегодня это, в основном, ПЗС) и т.д. Однако, если появление подобных дефектов в одиночных наблюдениях можно обнаружить и, по возможности, устранить в ручную, то в автоматически проводимых обзорах большого объема такое решение невозможно.

Данная статья посвящена обнаружению и удалению из данных обзоров "треков" искусственных спутников земли и самолетов и других линейных дефектов.

Полную версию статьи (с рисунками) можно взять на сайте авторов http://www.anc.ed.ac.uk/~amos/publications.html, а детали проекта узнать здесь.

База данных о галактиках "GOLDmine" ("Золотые копи") была существенно обновлена к сентябрю 2003 г. Адрес базы данных: http://goldmine.mib.infn.it/.

Скромное название системы MODEST не должно вводить в заблуждение. Это крупный проект, который дает возможность проводить комплексное моделирование плотных звездных систем, например, шаровых скоплений. Некоторые куски кода доступны в Интернет. Проект объединяет несколько исследовательских групп по всему миру. В статье дается обзор первого года работы.

Автор статьи работает в Department of Energy (что-то типа нашего МинСредМаша) уже давно. Ясно, что именно такие ведомства имеют возможность проводить очень сложные численные эксперименты.

Статья очень и очень интересная. Всем советуем прочесть. Описано много конкретных работ (особенно в области изучения поведения хаотических систем).

Интересно, "а как у нас?".....

Большое количество астрономических объектов выбрасывает струи (или, как их еще называют, джеты). Это и образующиеся звезды, и компактные объекты в тесных двойных системах, и сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик.... Если скорость джета велика, то их называют релятивистскими, т.к. нужно учитывать эффекты специальной теории относительности. Кроме того, во многих джетах наблюдают закрученные (спиральные) структуры. Объяснению этого феномена, а также попыткам воспроизвести подобные структуры в численных экспериментах, посвящена данная работа.

Это не первый расчет слияния двойной нейтронной звезды (и уж тем более не последний). Основная проблема здесь состоит в следующем проводить этот расчет можно только в трех измерениях (поскольку задача не обладает осевой симметрией), а если, как в данном случае, учитываются магнитные поля, то требования к объемам компьютерной памяти становятся очень большими. Большинство предыдущих расчетов велось на малых сетках (с низким разрешением), именно поэтому каждое существенное увеличение разрешения в таких расчетах вызывает большой интерес.

Схема расчетной области (одна НЗ неподвижна, для второй, менее массивной НЗ показаны два предельных положения) и векторная диаграмма, поясняющая процесс аннигиляции нейтрино.

Численным расчетам слияния двойных нейтронных звезд и излучающихся при этом гравитационных волн посвящен также препринт astro-ph/0306481 к которому прилагается фильм.

В этой статье рассматривается и количественно оценивается, с помощью численного моделирования методом N-тел, наблюдающийся вклад двух эффектов с очень поэтическими названиями "Пальцы Бога" (Fingers of God) и "эффект Бычьего Глаза" (Bull's Eye Effect). Оба этих эффекта связаны с отклонениями движений отдельных объектов (галактик) от закона Хаббла. Эти отклонения связаны с тем, что кроме участия в общем Хаббловском расширении имеют собственные пекулярные скорости (относительно движения Хаббловского потока в среднем).

Первый эффект связан с движениями галактик в компактных стационарных скоплениях. Вириальные скорости объектов там достигают тысяч километров в секунду, половина галактик движется к нам (их красное смещение z уменьшается), вторая половина - от наc (z становится больше). Тогда при построении трехмерного распределения объектов, когда расстояние вычисляется через лучевую скорость (красное смещение) по закону Хаббла, в направлении вириализованных скоплений мы увидим вытянутые вдоль луча зрения "сигары" - "'Пальцы Бога' со всех сторон указывающие на нас".

Второй эффект ("эффект Бычьего Глаза") работает на больших масштабах и действует в противоположную сторону (т.е. не растягивает, а сжимает распределение объектов по z). Он действует в более крупных структурах (скоплениях и сверх скоплениях), которые не достигли стационарного состояния и все еще продолжают коллапсировать. В этом случае объекты расположенные на ближней к нас стороне такого объекта удаляются от нас в среднем быстрее, чем по закону Хаббла, а на дальней стороне - в среднем медленнее. В итоге такой объект по красному смещению занимает меньший интервал, чем соответствующий его геометрическим размерам. К сожалению, происхождение названия этого эффекта не понятно.

Иллюстрация возникновения эффектов "Пальцев Бога" и "Бычьего Глаза".

Методы расчетов нужно постоянно улучшать. В статье авторы обсуждают проблему постановки правильных начальных условий при моделировании в космологии. Дело в том, что структура появляется из уже существовавших флуктуаций плотности. Важно правильно их задать. Авторы делают несколько "прогонов" с разными параметрами, и дают свои рекомендации по выбору начальных условий и работе с ними.