---
title: "Lumina: як 100 000 ядер та 15 000 GPU суперкомп'ютера Frontier відтворили перші два мільярди років Всесвіту"
description: "Вчені MIT представили Lumina — масштабну комп'ютерну симуляцію перших двох мільярдів років еволюції Всесвіту, розраховану на 100 000 ядер та 15 000 GPU суперкомп'ютера Frontier."
date: 2026-10-28T18:11:41.961Z
lang: uk
url: https://xab.info/uk/posts/lumina-model-rannogo-vsesvitu-mit-frontier
tags: [lumina, mit, cosmology, supercomputer, frontier, early-universe, simulation, illustris-tng]
author: "Олександр Буран"
publisher: "XAB.info"
---

# Lumina: як 100 000 ядер та 15 000 GPU суперкомп'ютера Frontier відтворили перші два мільярди років Всесвіту

![Візуалізація космічного павутиння та перших галактик раннього Всесвіту в симуляції Lumina](https://xab.info/media/2026/10/28/lumina-model-rannoy-vselennoy-mit-frontier/lumina-model-rannoy-vselennoy-mit-frontier-1.webp)

## Ключові тези

- Lumina — симуляція перших двох мільярдів років Всесвіту, що охоплює кубічний об'єм зі стороною 1,63 млрд світлових років та 432 млрд елементів
- Розрахунки виконані на суперкомп'ютері Frontier (ORNL) з піковим навантаженням понад 100 000 ядер і 15 000 GPU
- Модель у 100 разів перевищує за об'ємом попередні порівнянні симуляції та базується на вдосконаленому IllustrisTNG з перенесенням випромінювання
- Результати можна зіставляти зі спостереженнями телескопів «Джеймс Вебб» і «Роман»; відкритий доступ до моделі очікується з 2028 року

Переважна більшість того, що ми бачимо в наукових публікаціях під назвами «екзопланета», «туманність» або «галактика» — це результат моделювання та інтерпретації, а не пряме фотографічне зображення. Зовнішній вигляд космічних об'єктів народжується на суперкомп'ютерах, де фізичні рівняння перетворюються на пікселі. Саме тому створення нових, точніших моделей — особливо для епох раннього Всесвіту, для спостереження за якими сучасна астрономія практично не має прямих інструментів — залишається одним із ключових завдань теоретичної космології. У цьому контексті робота вчених із Массачусетського технологічного інституту (MIT) та їхніх колег з інших організацій набуває особливого значення: представлена ними симуляція Lumina відтворює перші два мільярди років еволюції Всесвіту з безпрецедентною для даного класу завдань роздільною здатністю та об'ємом.

### Що таке Lumina і навіщо вона потрібна

Lumina — це масштабне комп'ютерне моделювання, покликане простежити, як з первинних неоднорідностей розподілу речовини формувалися перші зірки та галактики, а також як змінювався стан міжгалактичного газу під впливом випромінювання. Проєкт спрямований на вивчення процесів, які вивели Всесвіт із так званої епохи космічних «темних віків». У міру формування перших зірок реліiktове випромінювання, яке раніше слугувало основним джерелом інформації про ранній Всесвіт, змістилося в мікрохвильовий діапазон і втратило енергію, переставши відігравати роль «ліхтарика» для спостерігачів. Lumina дозволяє заповнити цю інформаційну прогалину, моделюючи перехід від темної епохи до епохи перших світил.

### Обчислювальні масштаби: 100 000 ядер та 15 000 GPU

Розрахунки виконувалися на суперкомп'ютері Frontier у Національній лабораторії Ок-Рідж (ORNL) у США. На піку навантаження обчислення задіяли понад 100 000 процесорних ядер та близько 15 000 графічних процесорів. Симуляція охопила кубічну ділянку простору з довжиною сторони приблизно 1,63 млрд світлових років. Модель включає близько 432 млрд елементів, що представляють темну матерію та газ. За даними авторів, масштаб модельованого об'єму приблизно у 100 разів перевищує показники попередніх симуляцій, призначених для порівнянних досліджень. Візуалізація космічної павутини, опублікована в рамках проєкту, демонструє структуру на ділянці завширшки 650 млн світлових років.

### Фізика раннього Всесвіту в єдиній моделі

В основі Lumina лежить удосконалений програмний комплекс IllustrisTNG, доповнений модулем моделювання перенесення випромінювання. Це дозволяє одночасно розраховувати гравітаційне формування великомасштабних структур, рух речовини, утворення зірок та іонізацію міжгалактичного середовища. Особливу увагу в моделі приділено двом ключовим етапам космічної історії: повторній іонізації водню під впливом випромінювання молодих зірок і галактик, а також подальшій іонізації гелію, для якої суттєву роль відігравали активні надмасивні чорні діри. Автори наголошують, що Lumina дозволяє вивчати ці процеси в єдиній моделі, що охоплює як великомасштабну структуру Всесвіту, так і окремі галактики, що формуються.

### Зв'язок зі спостереженнями: «Джеймс Вебб» та «Роман»

Отримані результати симуляції можна зіставляти з даними космічного телескопа «Джеймс Вебб» та майбутнього телескопа «Роман», що дозволить перевіряти моделі раннього зореутворення та еволюції галактик на спостережних даних. Такий підхід перетворює Lumina з абстрактного обчислювального експерименту на інструмент, безпосередньо пов'язаний із поточною та перспективною астрономічною обсерваторною програмою.

### Обмеження та відкритий доступ

Важливо розуміти, що симуляцію не можна назвати прямою реконструкцією минулого: вона розраховує ймовірну еволюцію космічних структур на основі фізичних моделей та заданих початкових умов. Проте автори зазначають, що модель буде повністю відкритою для наукової спільноти — це очікується з 2028 року, що дозволить дослідникам з усього світу використовувати Lumina для перевірки власних гіпотез та уточнення параметрів раннього Всесвіту.

## Перевірка фактів і джерела

- [Представлена наиболее точная модель ранней Вселенной — это работа 100 000 ядер и 15 000 GPU суперкомпьютера Frontier window-new](https://3dnews.ru/1150477/predstavlena-naibolee-tochnaya-model-ranney-vselennoy-eto-rabota-100-000-yader-i-15-000-gpu-superkompyutera-frontier) - Усі ключові цифри (100 000+ ядер, ~15 000 GPU, 1,63 млрд св. років, 432 млрд елементів, ×100 до попередніх симуляцій, 2028 рік відкритого доступу) взяті з тексту джерела. Згадка IllustrisTNG, Frontier/ORNL, JWST та «Романа» також підтверджена.

## Часті запитання

### Що таке Lumina і хто її розробив?

Lumina — масштабне комп'ютерне моделювання перших двох мільярдів років еволюції Всесвіту, розроблене вченими MIT спільно з колегами з інших організацій. Вона базується на вдосконаленому програмному комплексі IllustrisTNG з додаванням моделювання перенесення випромінювання.

### Які обчислювальні ресурси використовувалися для розрахунків?

Розрахунки виконувалися на суперкомп'ютері Frontier у Національній лабораторії Ок-Рідж (ORNL, США). На піку навантаження використовувалося понад 100 000 процесорних ядер та близько 15 000 графічних процесорів.

### Який об'єм Всесвіту охоплює модель?

Симуляція охоплює кубічну ділянку простору зі стороною приблизно 1,63 млрд світлових років і включає близько 432 млрд елементів, що представляють темну матерію та газ. За об'ємом це приблизно у 100 разів більше за попередні порівнянні симуляції.

### Чи є Lumina прямою реконструкцією минулого?

Ні. Автори наголошують, що симуляція розраховує ймовірну еволюцію космічних структур на основі фізичних моделей та заданих початкових умов, а не є прямою реконструкцією.

### Коли модель стане доступною науковій спільноті?

За даними авторів, модель буде повністю відкритою для вчених починаючи з 2028 року.