−宇宙科学の最先端−
ハッブルの法則
科学の世界では、長らく理論科学と実験科学の２つの柱があるといわれてきました。しかしこれらに並んで計算科学が３つ目の柱として確立しつつあります。コンピュータの性能の向上により、理論と実験の間に位置する数値シミュレーションというのが研究スタイルとして増えています。今後は教育の世界にも普通に使われるようになると思われます。
宇宙論における数値シミュレーションの代表的なものにN体シミュレーションというものがあります。これは宇宙の質量分布を多数個の点粒子をばらまくことで近似しようというものです。これらの点の運動はニュートンの法則を数値的に積分することで計算できます。実際には宇宙が膨張している効果を考慮するなど、いくつかの変更は必要で原理的にはこれでつきています。
以下は秋田大学教育文化学部内にあるコンピュータシステムによって計算された、宇宙の大規模構造の例です。１つの粒子が１つの銀河に相当しています。約２００万個の粒子を元に計算されました。（以下の図はシミュレーションの一部をスライスしたものなので、約５万個程度の銀河しか表示されていません。）計算時間は１００時間程度です。
大規模構造の計算結果
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■数値シミュレーション
様々な現象を数式を使って表現し、それを数値的に解析すること。 |
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