При работе с большими данными в астрономии возникает также интересная проблема их визуализации. Это касается и данных наблюдений (например, огромные каталоги с сотнями миллионов астрономических источников), и данных компьютерного моделирования (например, визуализация эволюции крупного скопления галактик). С ростом объемов информации острота этой проблемы только возрастет. Поэтому в астрономии разрабатываются специальные пакеты программ, позволяющие эффективно работать с большими объемами данных в графическом режиме.
15.3. Численный эксперимент и моделирование
В астрономии из-за колоссальной удаленности изучаемых объектов, а также из-за их собственных масштабов невозможно проведение прямых экспериментов и измерений (исключая некоторые объекты Солнечной системы). Кроме того, многие процессы происходят на очень длинной шкале времени, из-за чего мы фактически видим лишь статичные фрагменты эволюционных последовательностей. Поэтому совершенно особое место в астрофизике занимает численное моделирование изучаемых процессов.
Из-за невозможности прямого эксперимента в астрофизике большое распространение получило компьютерное моделирование.
Примеры ситуаций, когда в астрофизике применяется компьютерное моделирование, многочисленны и разнообразны. Поскольку наиболее распространенным состоянием вещества в астрономических объектах является плазма, часто используются магнитогидродинамические численные модели. Однако они могут быть дополнены необходимостью учета ядерных и термоядерных реакций, а также экзотических состояний вещества (например, при расчетах взрывов сверхновых).
В астрофизических магнитогидродинамических расчетах зачастую необходимо учитывать свойства турбулентности, наличие ударных волн и других сложных для расчета структур. В итоге многие важные задачи до сих пор остаются не до конца решенными, несмотря на использование крупнейших суперкомпьютеров и передовых алгоритмов. К их числу относятся модели взрывов сверхновых, образование первых звезд и многое другое.
Спецификой астрофизического моделирования является изучение популяций большого числа связанных силами гравитации объектов, каждый из которых в первом приближении может считаться материальной точкой. Известно, что уже задача трех тел без дополнительных упрощений не имеет аналитического решения в виде конечного выражения. В астрономии могут встречаться ситуации, когда необходимо рассчитать поведение ансамбля из миллионов взаимодействующих друг с другом тел. Например, это может быть расчет эволюции шарового скопления или поведение звездного населения галактик при их взаимодействии.