Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте www.za4et.net.ru

Математика Математика

Вселенная в компьютере

Фонарь садовый «Тюльпан».
Дачные фонари на солнечных батареях были сделаны с использованием технологии аккумулирования солнечной энергии. Уличные светильники для
106 руб
Раздел: Уличное освещение
Фонарь желаний бумажный, оранжевый.
В комплекте: фонарик, горелка. Оформление упаковки - 100% полностью на русском языке. Форма купола "перевёрнутая груша" как у
87 руб
Раздел: Небесные фонарики
Гуашь "Классика", 12 цветов.
Гуашевые краски изготавливаются на основе натуральных компонентов и высококачестсвенных пигментов с добавлением консервантов, не
170 руб
Раздел: 7 и более цветов

С.Б. ПОПОВ, кандидат физико-математических наук, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга Компьютеры уже давно стали едва ли не главным инструментом любого астронома. Компьютер нужен для управления телескопами и спутниками, для накопления и обработки полученных на них данных. Конечно, компьютер необходим теоретику для численного моделирования. О некоторых примерах компьютерных экспериментов - от звезд до сверхскоплений - пойдет речь в этой статье. От телескопа до компьютера - один шаг В наше время астронома чаще можно увидеть не у окуляра телескопа, а перед экраном компьютера. И не только теоретика, но и наблюдателя, ведь теперь приемником изображения обычно служит ПЗС-матрица, и астрономы могут следить за изображением не в окуляр, а по монитору. Использование компьютеров в астрономии, как и в других науках, чрезвычайно разнообразно. Это и автоматизация наблюдений, и обработка их результатов, и работа с большими каталогами, и небесно-механические расчеты. Не забудем о компьютерных сетях, без которых уже невозможно представить себе современную науку. Даже при написании статей компьютер теперь совершенно необходим. Здесь мы подробнее поговорим о довольно специфическом применении компьютера в астрофизике - компьютерных экспериментах. Компьютерное моделирование самых разных процессов, от физических до социальных, развивается уже более 50 лет, с первого появления ЭВМ. Часто это связано не столько с большим объемом вычислений, сколько с очень сложным характером исследуемых процессов, которые не поддаются аналитическому описанию. Иногда проще показать, чем рассказать, и дисплей дает такую возможность. Выделим четыре важных направления численных расчетов в астрофизике: моделирование спектров и кривых блеска небесных объектов, гидродинамическое моделирование, популяционный синтез и расчеты крупномасштабной структуры. Безусловно, этим все не ограничивается, и данные четыре класса не исчерпывают многообразия численных экспериментов в астрономии, но при описании сложного явления всегда приходится чем-то пренебрегать. Наблюдения на компьютере Астрономия - необычная наука. Ей, как правило, недоступны непосредственные эксперименты с объектами исследований: звезду не засунешь в пробирку! Все, что мы имеем, -различные виды излучения: в первую очередь -электромагнитное. Кроме него - гравитационное излучение, потоки нейтрино и космических лучей. Астрономы только подсматривают и подслушивают! Им нужно научиться извлекать максимум информации из наблюдений и воспроизводить их в расчетах для проверки гипотез, описывающих эти наблюдения. Результаты наблюдений (спектры, кривые блеска и т.д.) астрономы пытаются интерпретировать, т.е. выдвигают гипотезы о том, какое физическое тело и при каких условиях может проявлять себя подобным образом. Гипотезы нужно подтвердить расчетами, т.е., используя некоторые предположения и известные физические за- коны, попытаться воспроизвести результаты как можно точнее. Поэтому моделирование спектров и кривых блеска чрезвычайно важно. Моделируются кривые блеска сверхновых звезд, спектры аккреционных дисков и многое-многое другое (Земля и Вселенная, 1994, № 2).

Отметим, например, моделирование спектров нейтронных звезд с учетом тончайших (порядка одного сантиметра!) атмосфер различного химического состава, проводимое Г. Павловым, В. Завлиным и их коллегами из ФТИ им. Иоффе (Санкт-Петербург). Учет многочисленных физических эффектов (к примеру, сильных магнитных и гравитационных полей) позволяет получить спектры, которые совпадают с наблюдаемыми спектрами радиопульсаров и других одиночных нейтронных звезд. Именно положительные результаты таких сравнений позволяют сказать, что мы правильно понимаем природу тех или иных астрофизических объектов. Буря в кристалле Всем известно выражение "буря в стакане воды". Но буря в природе - мощный и сложный гидродинамический процесс, и для его исследования необходимо привлекать сложные методы численного моделирования. Не случайно одни из самых мощных компьютеров находятся в крупных гидрометеоцентрах. Какие "электронные бури" разыгрываются в кристаллах процессоров при их работе! В астрофизике аналогами "бурь" можно считать взрывы сверхновых (Земля и Вселенная, 1989, № 2), аккреционные процессы в тесных двойных системах (Земля и Вселенная, 1985, №6;1987,№3;1999,№1), формирование звезд и другие явления, сопровождающиеся сложными течениями вещества. Эти проблемы интенсивно изучаются, например, в Институте прикладной математики и Институте теоретической и экспериментальной физики - учреждениях, судя по названиям, совсем не астрономических. Пополним список: джеты в активных ядрах галактик (Земля и Вселенная, 1994, №№4, 5), молодых звездах (Земля и Вселенная, 1995, №1) и тесных двойных системах (Земля и Вселенная, 1994, № 2), разрушения звезд в гравитационном поле сверхмассивной черной дыры, слияния двойных нейтронных звезд и черных дыр. Гидродинамический расчет слияния нейтронных звезд (из работы К. Охара и Т. Накамура, Япония). Контурами показана плотность, стрелками -скорость. Время (в правом верхнем углу квадратов) в миллисекундах. Окружность - гравитационный радиус черной дыры, равной по массе сумме двух сливающихся объектов. Последний сюжет имеет отношение к генерации гравитационных волн и, по-видимому, к гамма-всплескам (Земля и Вселенная, 1993, № 2). Их природа, несмотря на значительные успехи, достигнутые после наблюдений в различных диапазонах спектра, все еще не ясна. Гравитационные волны были предсказаны общей теорией относительности (Земля и Вселенная, 1988, № 6). Возникают они при вращении несимметричных тел, например в двойных звездных системах. Косвенное, но несомненное подтверждение их существования получено при изучении двойного радиопульсара PSR 1913 16 (системы из двух нейтронных звезд, одна из которых - пульсар, посылающий периодические радиосигналы). Параметры его орбиты изменяются в точном соответствии с расчетами потерь энергии на излучение гравитационных волн в рамках Общей теории относительности. За открытие первого такого объекта и подтверждение предсказаний общей теории относительности Хале и Тейлор получили в 1993 г. Нобелевскую премию по физике. Для регистрации гравитационных волн строятся несколько детекторов, чуть ли не самых дорогостоящих наземных приборов за всю историю науки.

Очевидно, что успешная регистрация слабого сигнала на фоне разнообразных и многочисленных шумов (а именно такая картина ожидается в детекторах гравитационных волн) требует возможно более точного представления о форме искомого сигнала. Поэтому не следует экономить на теоретических исследованиях слияний двойных компактных объектов и других процессов - вероятных источников гравитационных волн. Создан специальный проект "Gra d Challe ge" ("Большой Вызов" или "Большая Проблема") для моделирования слияний черных дыр и нейтронных звезд. Расчеты осложняются необходимостью учета эффектов общей теории относительности. Разные группы исследователей проводят вычисления в некоторых приближениях, более-менее достоверно описывающих реальность. Можно надеяться, что еще до регистрации реального гравитационного сигнала его форма станет достаточно точно известна благодаря компьютерному моделированию. Самодельные звезды и галактики При проведении даже не очень сложных вычислений, но повторяющихся многократно, лучше один раз написать программу, а компьютер уже сам воспроизведет все математические операции нужное число раз (единственное ограничение - быстродействие компьютера). Так что для расчетов параметров больших популяций астрономических объектов (звезд, тесных двойных систем, нейтронных звезд и т.п.), где необходимо просчитывать миллионы и миллионы похожих систем, активно используются численные методы. Называется это -популяционный синтез. Одна из сложных проблем - расчет интегральных спектров галактик. М82 - галактика с мощным звездообразованием. Для изучения звездного населения подобных объектов активно используют численные методы. Для далеких систем мы можем получить только спектр галактики в целом. Чтобы осмыслить полученные данные, необходимо промоделировать современный звездный состав галактики, понять историю звездообразования в ней, определить основные параметры популяций звезд: начальную функцию масс, химический состав и т.д. (Земля и Вселенная, 2000, № 3). И все же случается, что, восстанавливая по спектру галактики ее звездный состав, группы исследователей получают весьма различающиеся картины. Иногда результаты, полученные при рассмотрении только одиночных звезд, вступают в противоречие с результатами расчета при учете кратности звезд. Необходим комплексный подход к проблеме, учитывающий и двойные, и одиночные звезды. Расчет эволюции тесной двойной системы Особенно интересны и актуальны сейчас расчеты галактик с мощными вспышками звездообразования. В таких системах много молодых массивных звезд большой светимости, там высок темп появления сверхновых, поэтому в областях недавнего (несколько миллионов лет) бурного звездообразования должно быть много тесных двойных систем с компактными объектами. Все это делает области звездообразования очень интересными для изучения. Наблюдения показывают, что около 7 млн. лет назад вспышка звездообразования произошла в центральной области нашей Галактики. Оценить возраст и другие параметры этой вспышки удалось именно при комплексном подходе, с точки зрения эволюции одиночных звезд и эволюции тесных двойных (Земля и Вселенная, 1995, №5).

Речь идет о степени, а не о принципе. "На мой взгляд, - утверждает Хойл, - мы сами - компьютеры, порожденные Вселенной в результате долгого процесса биологической эволюции, и, устанавливая компьютеры в своих лабораториях, мы просто становимся посредниками Вселенной". Связи в компьютере устроены строго логически; связи в мозге неизмеримо более богаты и гибки. Возможно, когда-нибудь мы и сможем получить точную копию того, что создала природа, но сейчас конструкторы не пытаются непосредственно достичь этого. Они хотят только лучше и намного быстрее выполнять некоторые операции, к которым человеческий мозг не слишком хорошо приспособлен, потому стремятся к специализации компьютеров для тех или иных.. работ, и это получается довольно успешно. В самых продвинутых работах, конечно, все больше внимания уделяется полной имитации биологических цепей, называемых нейронными цепочками. Таким образом, возможно, уже скоро будут сконструированы агрегаты, обладающие всем богатством человеческого поведения. Вопрос, будут ли они "думать", -не имеет значения

1. Вселенная, которую я выбираю (Модель Вселенной Лео Шарка)

2. Жизнь во Вселенной

3. Модель большого взрыва и расширяющейся Вселенной

4. Происхождение вселенной

5. Строение и эволюция Вселенной

6. Теория развития Вселенной
7. Главный персонаж Вселенной
8. Происхождение Вселенной

9. Расширяющася Вселенная

10. Создание Вселенной или большой взрыв

11. Возникновение и эволюция Вселенной

12. Развитие представлений о Вселенной

13. Эволюция Вселенной

14. Эволюция, образование и структура Вселенной

15. История компьютера и компьютерной техники

16. Компьютер для чайников. Компьютер для начинающих (краткие сведения)

Мелки в пластиковом держателе, 9 цветов.
Мелки для ванны можно смыть водой и тряпочкой. Состав - мел+воск. Количество цветов: 9. Возраст: с 3 лет.
313 руб
Раздел: Восковые
Набор детской посуды "Человек паук. Дисней", 3 предмета.
Детский набор посуды "Человек паук" сочетает в себе изысканный дизайн с максимальной функциональностью. Предметы набора
447 руб
Раздел: Наборы для кормления
Деревянный конструктор 3 в 1 "Первые сказки", 30 деталей.
Игровые наборы-конструкторы из дерева серии «Сказки» познакомят детей с героями детских сказок, подарят много часов увлекательных
479 руб
Раздел: Деревянные конструкторы

17. Компьютер как средство общения

18. Компьютеры как средство общения людей

19. Семейство компьютеров PS/2

20. Устройство компьютера

21. Современное поколение персональных компьютеров

22. Что такое мультимедийный компьютер?
23. Внешние устройства персонального компьютера
24. Подсистема памяти современных компьютеров

25. История компьютеров

26. Архитектура персональных компьютеров IBM PC

27. Использование компьютеров в управлении предприятием

28. Компьютер

29. Организация обмена информацией между микроконтроллером семейства MCS-51 фирмы Intel и персональным компьютером

30. Персональный компьютер, его состав и назначение

31. Основные устройства компьютера

32. Разработка АРМ на основе персонального компьютера для дома

Полотенце махровое "Нордтекс. Aquarelle", серия "Волна" (цвет: светло-зеленый), 70х140.
Марка предлагает потребителям ассортимент качественных махровых изделий, которые за счет применяемых технологий, расцветок и оформления
627 руб
Раздел: Большие, ширина свыше 40 см
Набор детской складной мебели "Азбука" КУ2П/9.
В комплекте: - стол 580х600х450 мм, - стул мягкий 310х270х570 мм, - пенал большой 1 штука. При складывании стола, содержимое пенала
1637 руб
Раздел: Наборы детской мебели
Записная книга "Bazar", А5, бирюзовая.
Записная книга на резинке. Формат: А5 (130x210 мм). Количество страниц: 192. Основной блок: линейка. Дополнительные разделы: телефоны,
577 руб
Раздел: Записные книжки

33. Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера

34. Шум компьютера

35. Лекции по курсу "Периферийные устройства компьютеров"

36. Типовые расчеты надежности систем на персональном компьютере

37. Синтез голографического изображения с помощью компьютера

38. Вычисление определённого интеграла с помощью метода трапеций на компьютере
39. Применение компьютера в туристической деятельности
40. Программное обеспечение персональных компьютеров

41. Программное обеспечение персональных компьютеров

42. Чем отличается папка Мой компьютер и программа Проводник? Как настроить рабочий стол? (и другие ответы на вопросы)

43. Компьютер в современном офисе и его экологическая безопасность

44. Обучение детей школьного возраста на компьютерах

45. Компьютер как средство обучения

46. Чем мозг отличается от компьютера?

47. Ремонт и регулировка мониторов для компьютеров

48. Физические основы действия современных компьютеров

Конструктор "Юный конструктор № 2" в чемодане.
Предназначен для игры детей от семи лет. 141 деталь.
523 руб
Раздел: Машинки, мотоциклы
Копилка-гиря "Стопудовй хит".
Стопудовый хит! Копилка в форме пудовой гири, действительно, один из хитов продаж. Отлитая из гипса по старинной форме, она повторяет
418 руб
Раздел: Копилки
Бальзам для волос "Natura Siberica" Легкое расчесывание, 250 мл.
Детский бальзам для волос "Natura Siberica" бережно ухаживает за волосами, не спутывая их. Специальная формула бальзама помогает
330 руб
Раздел: Экстракты, сборы

49. Материальная структура Вселенной и элементарных частиц

50. Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной

51. Оптимальный поиск переносного компьютера (ноутбука) на рынке

52. Использование компьютеров в управлении предприятием

53. Творец троичного компьютера

54. Роль систем счисления в истории компьютеров
55. Поколения компьютеров
56. Создание первого в континентальной Европе компьютера с хранимой в памяти программой

57. Использование компьютера для подготовки текста

58. Архитектура персональных компьютеров

59. Персональные компьютеры в cетях

60. Бесконечные воды вселенной

61. Постоянная Хаббла и эволюция стационарной вселенной

62. Новая модель эволюции вселенной

63. Единый алгоритм эволюции вселенной

64. Дискретно-темпоральная модель вселенной

Дуга с подвесками "Забава".
Дуга с подвесками "Забава" крепится с помощью специальных прищепок к коляске, автокреслу или детской кроватке. Яркие
755 руб
Раздел: Дуги и погремушки для колясок
Шнуровка-бусы "Русалочки".
Обучающая игра для детей от 3 лет, которая развивает логическое мышление, внимание, память. В наборе: 11 фигурок, шнуровка с безопасными
345 руб
Раздел: Деревянные шнуровки
Фоторамка на 7 фотографий С34-010 "Alparaisa", 55,5x29 см (бронзовый).
Размеры рамки: 55,5x29x1 cм. Размеры фото: - 10х15 см, 3 штуки, - 10х10 см, 3 штуки, - 13х18 см, 1 штука. Фоторамка-коллаж для 7-ми
614 руб
Раздел: Мультирамки

65. Вечный круговорот материи во вселенной

66. Архитектоника вселенной

67. С физикой — от счетов к современным компьютерам

68. Мир галактик. Сверхскопления и пустоты в крупномасштабной структуре Вселенной

69. Первые попытки описания устройства Вселенной-Мира

70. Компьютер против глаз
71. О мозге, психике, компьютерах, моделях и долгих спорах
72. Модель горячей Вселенной

73. Основы теории вихревой гравитации и строения вселенной

74. Вечная Вселенная

75. Разум и Вселенная

76. Проблема эволюции Вселенной

77. Этюды о Вселенной

78. Строение вселенной, эволюция вселенной

79. Космологические модели вселенной

80. Как вселенная связана с электроном

Таблетки для посудомоечной машины "Clean&Fresh", 5 in1 (mega).
Таблетки для посудомоечной машины «Clean&Fresh» – чистота и свежесть Вашей посуды в каждой таблетке! Великолепно очищает посуду и содержит
708 руб
Раздел: Для посудомоечных машин
Ящик почтовый с замком, коричневый.
Ящик почтовый с замком. Материал: пластик. Длина: 385 мм. Ширина: 310 мм. Высота: 80 мм.
490 руб
Раздел: Прочее
Настольная игра "Запретный Остров. Приключения для смелых!".
Запретный остров – это семейная кооперативная игра, в которой игроки действуют совместно против игры. Вашей команде дерзких искателей
1215 руб
Раздел: Карточные игры

81. Взрывающаяся Вселенная

82. Великие тайны современного естествознания.Происхождение и эволюция Вселенной. Концепция большого взрыва

83. Самоорганизующаяся Вселенная

84. Исследование пульса как созвучия мысли человека и голоса вселенной

85. Концепция вселенной

86. Из жизни вселенной
87. Компьютер в детском саду
88. Компьютер в детском саду

89. Понавательные процессы в обучении детей младшего школьного возраста с использованием компьютера

90. Урок информатики: “Вот компьютер - верный друг”

91. Публичное конструирование Я в опосредованном компьютером общении

92. Открытие вселенной

93. Компьютер и история философии

94. Исследование и моделирование с помощью компьютера электрических полей

95. Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной.

96. Методика определения биомеханических показателей с использованием персонального компьютера

Пенал "Fairy" с наполнением.
Пенал на 1 отделение укоплектован необходимыми школьными принадлежностями. В комплекте пенала в помощь и на радость школьники найдут
1142 руб
Раздел: С наполнением
Настольная игра "Уве Розенберга Пэчворк".
Настольная игра "Пэчворк" - одна из лучших абстрактных игр в мире. На протяжении игры участники составляют полотно из отдельных
900 руб
Раздел: Классические игры
Мотоцикл-каталка 2-х колесный, желтый.
Мотоцикл каталка обязательно станет любимой игрушкой Вашего малыша. Большое удовольствие доставляет ребенку самостоятельно оттолкнувшись
1700 руб
Раздел: Каталки

97. Вселенная глазами мыслителей Возрождения

98. Объекты вселенной и процессы их взаимодействия

99. Симметрия, Вселенная, Мироздание


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.