超级计算机模拟“虚拟宇宙”——9月30日科学史上的今天

2018-09-29作者:科学π工作室, 编著编辑:书问阅读



2011年9月30日,美国加州大学圣克鲁斯分校发布了一个惊人的结果,他们用超级计算机,以最精确、最详尽的水平模拟了大尺度宇宙的结构与演化过程。这项研究被称为博尔西超级计算机“宇宙模拟”,其成果开启了新的研究方法,为最初星云的形成、暗物质与暗能量的机制研究提供了强有力的根据,为天体物理学揭开宇宙之谜奠定了基础。这一成果发表在《每日科学杂志》上。


近代的观测证实,宇宙的各向同性与宇宙质量的均匀分布只是对大范围而言的,实际上,从局部上看,宇宙是不均匀的。自2000年开始,美国新墨西哥州阿帕奇山天文台参与了一项叫作“斯隆数字巡天计划”。通过这一工程所收集到的天文数据,获得了五分之一天空的宇宙图景,发现了“宇宙纤维丝”和“宇宙巨洞”的存在。


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与此同时,对宇宙图景的研究还有另一条途径,这就是博尔西模拟。博尔西模拟是一种用于解释宇宙膨胀机制的冷暗物质模型理论,通过博尔西模拟,研究组得出了这个“虚拟宇宙”物质的演化结构,即每一个微团中暗物质的光晕性质、密度、位置、旋转情况和形状等,利用相关参量确定星系的形成、预言星系的演化及相互作用。


通过这个模型证明,暗物质和暗能量对宇宙的演化起着绝对的主导作用。更令人惊奇的是,通过宇宙模拟还可以看出,在这个“虚拟宇宙”里,所有的物质,包括星系、星系团、暗物质与神秘的暗能量,它们在空间的分布并不均匀,这种分布犹如一张巨大的网,虽然博尔西模拟仅只是宇宙模拟研究的开始,但是,它为未来的大尺度宇宙学研究开辟了一条理论研究的新路。



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出版清华大学出版社
定价99元
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