超級計算機模擬“虛擬宇宙”——9月30日科學史上的今天

2018-09-29作者:科學π工作室, 編著編輯:書問閱讀



2011年9月30日,美國加州大學圣克魯斯分校發布了一個驚人的結果,他們用超級計算機,以最精確、最詳盡的水平模擬了大尺度宇宙的結構與演化過程。這項研究被稱為博爾西超級計算機“宇宙模擬”,其成果開啟了新的研究方法,為最初星云的形成、暗物質與暗能量的機制研究提供了強有力的根據,為天體物理學揭開宇宙之謎奠定了基礎。這一成果發表在《每日科學雜志》上。


近代的觀測證實,宇宙的各向同性與宇宙質量的均勻分布只是對大范圍而言的,實際上,從局部上看,宇宙是不均勻的。自2000年開始,美國新墨西哥州阿帕奇山天文臺參與了一項叫作“斯隆數字巡天計劃”。通過這一工程所收集到的天文數據,獲得了五分之一天空的宇宙圖景,發現了“宇宙纖維絲”和“宇宙巨洞”的存在。


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與此同時,對宇宙圖景的研究還有另一條途徑,這就是博爾西模擬。博爾西模擬是一種用于解釋宇宙膨脹機制的冷暗物質模型理論,通過博爾西模擬,研究組得出了這個“虛擬宇宙”物質的演化結構,即每一個微團中暗物質的光暈性質、密度、位置、旋轉情況和形狀等,利用相關參量確定星系的形成、預言星系的演化及相互作用。


通過這個模型證明,暗物質和暗能量對宇宙的演化起著絕對的主導作用。更令人驚奇的是,通過宇宙模擬還可以看出,在這個“虛擬宇宙”里,所有的物質,包括星系、星系團、暗物質與神秘的暗能量,它們在空間的分布并不均勻,這種分布猶如一張巨大的網,雖然博爾西模擬僅只是宇宙模擬研究的開始,但是,它為未來的大尺度宇宙學研究開辟了一條理論研究的新路。



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作者科學π工作室 編著
出版清華大學出版社
定價99元
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