科學家借軟體模擬最詳細的宇宙進化過程

2020-11-23 驅動之家

一個國際研究團隊在實驗室完成了宇宙進化的模擬。這個計算機模型展示了神秘無形的暗物質團如何形成第一批星系。這也是科學家們第一次以如此廣泛和如此高的解析度來模擬宇宙。這次模擬將為宇宙組成和如何運轉的新興理論提供一個測試平臺

全世界星系構成研究領域最權威的專家,加州理工學院的Richard Ellis教授稱這次模擬是難以置信的。他告訴《BBC新聞》:「現在我們能夠細緻了解恆星和星系的形成並且將其與暗物質聯繫起來。」

最初,它展示了被宇宙學家稱為暗物質的神秘材料像一顆宇宙樹一樣蔓延在虛無的太空。隨著數百萬年的發展,暗物質聚集成團並且收縮形成了第一批星系的種子。然後就出現了非暗物質的材料,並且繼續形成恆星,而行星和生命也隨著時間不斷浮現。

這個計算機模型是根據杜倫大學教授Carlos Frenk的理論建立的,他聲稱:「非常高興看到計算機模型為我們提供如此優秀的模擬結果,你可以使這些恆星和星系看起來和真的一樣,但是一切都是暗物質在發號施令。」

20多年來,宇宙學家們一直試圖建造計算機模型模擬宇宙如何進化,這需要輸入大爆炸不久之後的宇宙細節。那些模型模擬的宇宙最終通常與天文學家真正觀察到的粗略近似。然而,最新的模擬產生的宇宙與真實宇宙異常相似。

重現虛擬宇宙進化需要龐大的計算能力,一臺普通筆記本電腦需要大約2000年才能完成這次模擬。研究人員藉助最先進的超級計算機和一種名為Arepo的智能軟體,能夠將這一時間壓縮到3個月。

歐洲航天局計劃在2020年發射一艘名為「Euclid」的太空飛船來測量宇宙加速度。據牛津大學的Joanna Dunkley博士稱:「這次模擬將對這一研究有所幫助。為了有效使用Euclid搜集到的數據,我們將會把模擬結果與實際觀察到的內容進行比對。」

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