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3D宇宙模擬圖制作出展示宇宙整個(gè)演化過(guò)程

發(fā)布日期： 2022-02-16 13:42:54 來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)

芬蘭赫爾辛基大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家使用計(jì)算機(jī)模擬制作了迄今最大、最精確的3D宇宙模擬圖，展示了自大爆炸以來(lái)宇宙的整個(gè)演化過(guò)程，它能幫助天文學(xué)家像探索地球一樣探索宇宙。研究團(tuán)隊(duì)表示，該模擬與標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型非常吻合，從而增加了“冷暗物質(zhì)”存在的證據(jù)。研究結(jié)果發(fā)表在近日的《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。

這項(xiàng)模擬是迄今為止規(guī)模最大、最全面的受限空間模擬，覆蓋了距離地球6億光年的范圍，包含超過(guò)1300億個(gè)粒子，產(chǎn)生1PB的數(shù)據(jù)(相當(dāng)于5000億頁(yè)的標(biāo)準(zhǔn)印刷文本)。其在英國(guó)杜倫大學(xué)計(jì)算宇宙學(xué)研究所的DIRAC宇宙學(xué)機(jī)器上運(yùn)行，需要數(shù)千臺(tái)計(jì)算機(jī)在幾周內(nèi)協(xié)同工作，并產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。

研究人員使用先進(jìn)的生成算法，模擬再現(xiàn)特定的宇宙團(tuán)塊，從而能使模擬包含天文學(xué)家?guī)资陙?lái)觀察到的銀河系附近的結(jié)構(gòu)。這意味著局部宇宙中為人熟悉的結(jié)構(gòu)，如處女座、彗星和英仙座星系團(tuán)，甚至是本地空洞，都會(huì)在模擬中重現(xiàn)。模擬的中心是一對(duì)星系——銀河系和其附近的大質(zhì)量“鄰居”仙女座星系的虛擬對(duì)應(yīng)物。

研究發(fā)現(xiàn)，局部宇宙團(tuán)塊可能不太尋常，因?yàn)槟M預(yù)測(cè)的星系數(shù)量低于宇宙平均區(qū)域中發(fā)現(xiàn)的星系數(shù)量，這是由于局部大尺度的暗物質(zhì)密度不足。

研究人員表示，這些模擬揭示了在宇宙存在的137億年中，物理定律作用于暗物質(zhì)和宇宙氣體的結(jié)果。重現(xiàn)這些熟悉的結(jié)構(gòu)，為標(biāo)準(zhǔn)的冷暗物質(zhì)模型提供了支持。模擬還表明，標(biāo)準(zhǔn)的冷暗物質(zhì)模型可產(chǎn)生我們?cè)诟浇吹降乃行窍怠?/p>

總編輯圈點(diǎn)

冷暗物質(zhì)，電磁波無(wú)法探測(cè)到，仿佛“隱身”;粒子移動(dòng)緩慢，因此是冷的。人們還沒(méi)有找到暗物質(zhì)，但科研人員普遍認(rèn)為，一定存在這樣暗物質(zhì)，它的總質(zhì)量還不小，否則宇宙無(wú)法成為現(xiàn)在的模樣。但我們能觀測(cè)的宇宙，畢竟只是很小一部分，它的真正樣子，還需進(jìn)行模擬。本文中，研究團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家制作出了迄今為止最大、最精確的3D宇宙模擬圖，令人欣喜的是，它和現(xiàn)有的宇宙模型非常接近。也就是說(shuō)，我們大概確實(shí)是沿著一條正確的道路在探索宇宙。(科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者張佳欣)