אסטרופיזיקה חישובית

אסטרופיזיקה חישובית (באנגלית: Computational astrophysics) מתייחסת לשיטות ולכלי המחשוב שפותחו ומשמשים במחקר האסטרופיזיקה. בדומה לכימיה חישובית או פיזיקה חישובית, זהו ענף ספציפי של אסטרופיזיקה תאורטית וגם ענף בין תחומי הנשען על מדעי המחשב, מתמטיקה ופיזיקה רחבה יותר. תחומי האסטרופיזיקה שמיישמים שיטות חישוביות כוללים מגנטו-הידרודינמיקה, העברה קרינת אסטרופיזית, דינמיקת כוכבים וגלקטיה ודינמיקת נוזלים אסטרופיזיים. תחום שפותח לאחרונה עם תוצאות מעניינות הוא תורת היחסות המספרית. אסטרופיזיקאים רבים משתמשים במחשבים בעבודתם, ומספר גדל והולך של מחלקות אסטרופיזיקה מכיל כיום קבוצות מחקר שמוקדשות במיוחד לאסטרופיזיקה חישובית. אסטרופיזיקה חישובית נלמדת לרוב במסגרת תוכנית מתמטיקה או אסטרופיזיקה שימושית ברמת דוקטורט.

סימולצית זרימה אסטרופיזית היא בעלת חשיבות מיוחדת שכן אובייקטים ותהליכים רבים בעלי עניין אסטרונומי כמו כוכבים וערפיליות כרוכים בגזים. הדמיות מחשב נוזליים משולבים לרוב בהעברה מקרינה, כוח משיכה (ניוטוני), פיזיקה גרעינית ויחסות (כללית) לחקר תופעות אנרגטיות במיוחד כמו סופרנובות, סילון אסטרופיזי, גלקסיות פעילות ופרצי קרני גאמה, ומשמשים גם להדמית מבנה כוכבי, כגון, היווצרות פלנטרית, אבולוציה של כוכבים ושל גלקסיות וחפצים אקזוטיים כמו כוכבי נייטרונים, פולסרים, מגנטרים וחורים שחורים. הדמיות מחשב הן לרוב האמצעי היחיד לחקר התנגשויות כוכבים, מיזוגים גלקסיים, כמו גם אינטראקציות גלקטיות וחור שחור.

תחום המחקר העכשווי באסטרופיזיקה חישובית עושה שימוש בתוכנות וחומרה מתקדמות של עיבוד מקבילי, מחשבי-על ואשכולות מחשבים. מערכות אלו לרוב מתמחות מאוד ומיוצרות על ידי אנשי מקצוע בארכיטקטורת מחשב ייעודית, ולכן בדרך כלל מוצאות פופולריות מוגבלת בקהילת הפיזיקה הרחבה (החישובית). גם ברמת מחשב אישי שולחני ניתן לבצע האצת חומרה. התוכנות לאסטרופיזיקה חישובית ייעודיות מאוד ומפותחות בהתאם למטרת החישוב. דוגמה לכך, AMUSE הנוקטת גישה שונה בכך שהיא מספקת מבנה ממשק למספר גדול של קודים אסטרונומיים הפונים לציבור להתמודדות עם דינמיקת כוכבים, אבולוציית כוכבים, הידרודינמיקה והסעת קרינה.

ראו גם

• פיזיקה חישובית
• כימיה חישובית
• אסטרואינפורמטיקה

קישורים חיצוניים

• אתר AMUSE (באנגלית)