八個「放大鏡」接力，給暗物質暈「拍個照」

2020-09-04 唐山科普

暗物質暈（以下簡稱暗暈）究竟長啥樣？

來自中國科學院國家天文臺等國內外單位的研究人員，利用中國和歐洲的超級計算機，採用一項全新的多重放大模擬技術，在當前標準宇宙學模型下，首次獲得了宇宙中全尺度暗暈內部結構的清晰圖像。相關研究成果9月2日在線發表於《自然》雜誌上。

圖一：藝術家對宇宙中具有不同質量的暗暈的想像圖。（喻京川繪製）

圖二：超級放大宇宙模擬裡暗物質密度分布示意圖：利用多重放大技術，得以在20個數量級上，解析不同質量暗暈的內部結構。圖中展示的是其中的兩次放大過程。

文章來源：科技日報

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    作者：彭曉韜日期：2020.10.06 【文章摘要】：中國科學技術館於2020年09月03日發表的《八個「放大鏡」接力給暗物質暈「拍個照」》文介紹了有關給暗物質拍照的情況那麼這些照片中的所謂暗物質暈到底是什麼物質構成的呢？它們又有哪些物理意義呢？本文就此作些分析與探討，供有興趣的朋友們參考。
  • 八個「放大鏡」接力，給暗物質暈拍了個照
    ◎ 科技日報記者 陸成寬暗物質暈（以下簡稱「暗暈」）究竟長啥樣？來自中國科學院國家天文臺等國內外單位的研究人員，利用中國和歐洲的超級計算機，採用一項全新的多重放大模擬技術，在當前標準宇宙學模型下，首次獲得了宇宙中全尺度暗暈內部結構的清晰圖像。
  • 八個「放大鏡」接力 給暗物質暈「拍個照」
    來源：科技日報本報記者 陸成寬 暗物質暈（以下簡稱暗暈）究竟長啥樣？宇宙中約85%的物質成分是暗物質，其物質屬性與組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力影響而塌縮，形成的結構體被稱為暗暈。普通物質的氣體通過冷卻，聚集於暗暈中心，從而形成璀璨的恆星、星系以及整個光明的世界。 宇宙中最大質量的暗暈是包含數百個亮星系的巨型星系團，其質量大約是太陽的百萬億倍，它們的屬性已經被天文學家廣泛研究。
  • 八個「放大鏡」接力「拍」出清晰圖像
    圖二：超級放大宇宙模擬裡暗物質密度分布示意圖：利用多重放大技術，得以在20個數量級上，解析不同質量暗暈的內部結構。圖中展示的是其中的兩次放大過程。「在宇宙中一個典型區域進行的這一超級放大模擬，需要利用八個『放大鏡』接力去放大。其放大程度相當於在一張月球表面的圖片找到上面的一隻跳蚤。想想如何逐次去配置每一個新的『放大鏡』使新獲得的圖像和原來的一樣精確清晰就對我們模擬原初條件的精度和程序的精確度和可靠度提出了巨大的挑戰。這一挑戰是我們整個領域都從未遇到過的，也是我們從業以來所遇到的最艱難的一次。」
  • 八次接力超級放大，如同月面上找只跳蚤！中外天文學家攜手全尺度解析暗物質暈內部結構
    （喻京川繪製）宇宙中約85%的物質成分是暗物質，其物質屬性與組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力塌縮，形成的結構體則被稱為暗暈。而普通物質的氣體通過冷卻、聚集於暗暈中心，從而形成璀璨的恆星、星系，以及整個光明的世界。宇宙中最大質量的暗暈是包含數百個亮星系的巨型星系團，其質量大約是太陽的百萬億倍，它們的屬性已經廣泛的被天文學家研究了。
  • 聽說過暗物質，知道暗暈啥樣嗎？
    提起暗物質很多人並不陌生，不過，你知道暗物質暈長啥樣嗎？北京時間2020年9月3日凌晨，國際科學期刊《自然》發布了國家天文臺王傑研究員領銜的國際研究團隊的一項重要理論發現。（喻京川繪製）宇宙中約85％的物質成分是暗物質，其物質屬性和組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力塌縮，形成的結構體則被稱為暗暈。而普通物質的氣體通過冷卻、聚集於暗暈中心，從而形成璀璨的恆星，星系以及整個光明的世界。
  • 宇宙全尺度暗物質暈有了清晰照片
    科技日報記者 陸成寬暗物質暈（以下簡稱暗暈）究竟長啥樣？（喻京川繪製）宇宙中約85%的物質成分是暗物質，其物質屬性與組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力影響而塌縮，形成的結構體被稱為暗暈。普通物質的氣體通過冷卻，聚集於暗暈中心，從而形成璀璨的恆星、星系以及整個光明的世界。宇宙中最大質量的暗暈是包含數百個亮星系的巨型星系團，其質量大約是太陽的百萬億倍，它們的屬性已經被天文學家廣泛研究。
  • 8個「放大鏡」接力模擬出清晰圖像
    研究人員耗時5年，藉助超級計算機，獲得了從類似地球質量大小到巨型星系團大小的暗暈的清晰圖像，跨越20個數量級。論文第一作者兼共同通訊作者、中國科學院國家天文臺研究員王傑介紹，在宇宙中一個典型區域進行這一超級放大模擬，需要利用8個「放大鏡」接力去放大，其放大程度相當於在一張月球表面的圖片上找到一隻跳蚤。暗暈即暗物質暈。
  • 你見過暗物質暈嗎
    宇宙中，約85%的物質成分是暗物質，其物質屬性與組成恆星、行星以及人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力塌縮形成的結構體，被稱為暗暈。普通物質的氣體通過冷卻、聚集於暗暈中心，從而形成璀璨的恆星、星系以及整個光明的世界。宇宙中，最大質量暗暈是包含數百個亮星系的巨型星系團，其質量約為太陽的百萬億倍，屬性已被天文學家廣泛研究。
  • Hey，你見過暗物質暈嗎？
    （喻京川繪製）宇宙中約85%的物質成分是暗物質，它們的物質屬性和組成跟人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力塌縮，形成的結構體則被稱為暗物質暈（簡稱暗暈）。中科院國家天文臺研究員高亮說，「為了在整個宇宙的背景框架下研究只有太陽系大小暗暈的內部結構，我們需要開發一種全新的技術。」因此，來自中國、德國、英國和美國的國際研究團隊耗時5年，開發、測試模擬程序，並在中國廣州天河2，英國杜倫大學COSMA，以及德國慕尼黑的超級計算機上完成運行了一系列超級放大宇宙模擬，最終使得質量放大倍數跨越了30個數量級，也即一百萬億億億倍。
  • 放大一百萬億億億倍去看宇宙最小的暗物質暈
    根據現代宇宙學模型，宇宙中約85%的物質成分是暗物質，它的物質屬性和組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。暗物質受引力塌縮，形成的結構體被稱為暗暈。為了揭開這一奧秘，來自中國、英國、德國和美國的國際研究團隊耗時5年，開發、測試模擬程序，並運行了一系列放大宇宙的超級模擬，質量放大倍數跨越30個數量級，也即一百萬億億億倍。這就意味著要對宇宙中一個典型區域裡的這些小暗暈進行模擬，需要利用八個放大鏡去接力放大，而放大程度相當於在一張月球表面的圖片上尋找一隻跳蚤。
  • 從地球質量大小到超級星系團質量大小 科學家全尺度模擬暗物質暈...
    研究認為，宇宙中物質成分的約85%是暗物質。這些暗物質在引力作用下塌縮成團，被稱為暗暈。暗物質雖然無法被觀測到，但暗暈卻是孕育光明世界的「搖籃」——普通物質的氣體通過冷卻、聚集於暗暈中心，從而形成璀璨的恆星，星系以及整個我們所能觀測到的光明的世界。　　宇宙中最大質量的暗暈是包含數百個亮星系的巨型星系團，其質量大約是太陽的百萬億倍；最小的暗暈質量可能和地球相當。
  • 宇宙裡最小的暗物質暈長什麼樣？放大一百萬億億億倍看看
    根據現代宇宙學模型，宇宙中約85%的物質成分是暗物質，它的物質屬性和組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。暗物質受引力塌縮，形成的結構體被稱為暗暈。根據暗物質屬性模型推測，宇宙中最小的暗暈質量可能和地球相當。小質量暗暈和大質量暗暈有何區別？為了揭開這一奧秘，來自中國、英國、德國和美國的國際研究團隊耗時5年，開發、測試模擬程序，並運行了一系列放大宇宙的超級模擬，質量放大倍數跨越30個數量級，也即一百萬億億億倍。
  • 宇宙裡最小的暗物質暈長什麼樣?放大一百萬億億億倍看看
    根據現代宇宙學模型，宇宙中約85%的物質成分是暗物質，它的物質屬性和組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。暗物質受引力塌縮，形成的結構體被稱為暗暈。&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp最大質量的暗暈是包含了由數百個亮星系組成的巨型星系團，其質量約是百萬億倍的太陽，它們的屬性已經廣泛地被天文學家研究。
  • 用了8個"放大鏡"
    研究人員耗時5年，藉助超級計算機，獲得了從類似地球質量大小到巨型星系團大小的暗暈的清晰圖像，跨越20個數量級。論文第一作者兼共同通訊作者、中國科學院國家天文臺研究員王傑介紹，在宇宙中一個典型區域進行這一超級放大模擬，需要利用8個「放大鏡」接力去放大，其放大程度相當於在一張月球表面的圖片上找到一隻跳蚤。暗暈即暗物質暈。
  • 中國科學院國家天文臺研究人員首次獲得宇宙中全尺度暗物質暈內部結構清晰圖像
    他們利用中國和歐洲的超級計算機，採用一項全新的多重放大模擬技術，在當前標準宇宙學模型下，首次獲得了宇宙中從最小的類似地球質量大小到具有最大質量的超級星系團（跨越20個數量級）的暗暈內部結構的清晰圖像。宇宙中約85%的物質成分是暗物質，其物質屬性和組成恆星、行星以及我們人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力塌縮，形成的結構體則被稱為暗暈。
  • 見過「暗暈」嗎？宇宙「超級小矮人」現身
    作者 | 丁佳宇宙中約85%的物質成分是暗物質，其物質屬性和組成與人類世界的普通物質截然不同。這些暗物質受引力塌縮，形成的結構體則被稱為暗物質暈（簡稱暗暈）。論文共同作者、杜倫大學教授Carlos Frenk說：「在宇宙中一個典型區域進行的這一超級放大模擬，需要利用8個『放大鏡』來接力，其難度相當於在一張月球表面的圖片上找到一隻跳蚤。這一挑戰是我們整個領域都從未遇到過的，也是我們從業以來所遇到的最艱難的一次。」這些超級放大的模擬，使該團隊得以可靠並詳盡地研究從地球到超級星系團質量暗暈的形成、演化以及內部結構。
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    (暗暈)內部結構的清晰圖像，全尺度解析了暗物質暈的內部結構。，太小的暗物質暈中無法形成可見物質，所以對於那些小於太陽百萬倍的暗暈，它們在整個宇宙演化歷史中，一直到今天都一直保持著「黑暗」，而且天文學家認為這樣的暗物質暈數量極多，目前我們對其所知甚少，而且模型推演認為宇宙中最小的暗物質暈總質量只像地球這麼大。
  • 暗物質秘密被揭開!科學家公布暗物質暈內部結構!
    可以說，暗物質才是我們宇宙的主要組成部分，與之相反，我們的可見物質則要稀少得多。暗物質的作用首先暗物質的作用之一便是維持星系的穩定性！如同上文所言，星系中存在大量暗物質，根據科學家的推算，一般而言，星系中暗物質的質量大約是可見物質的5倍以上，正是由於如此多的暗物質，才出現了一個個穩定的星系。
  • 中科院領銜國際團隊「放大」宇宙，首次看到暗物質高清圖
    在最近發表在《自然》上的研究結果中，中科院國家天文臺的研究員王傑領銜的國際研究團隊，利用中國和歐洲的超級計算機，通過一種全新的技術，在當前標準宇宙學模型下，首度獲得了宇宙暗暈中全尺度暗物質暈內部結構的清晰圖像。