还记得我们的宇宙是一个模拟的哲学论点吗?一组天体物理学家说他们创造了迄今为止最大的模拟宇宙. 但是你在里面找不到任何虚拟生物,甚至找不到行星或恒星。

模拟的一侧为96亿光年,因此它最小的结构仍然巨大(相当于小星系的大小)。模型是2.1万亿粒子模拟了将宇宙粘合在一起的暗物质。

该模拟被命名为Uchuu,或日语中的“外层空间”,覆盖了约138亿年,将帮助科学家研究自大爆炸以来暗物质是如何推动宇宙演化的。

暗物质是神秘的,我们还没有确定它的粒子,但它也是已知的最强大的自然现象之一。科学家们相信它弥补了宇宙的27%. 普通物质——恒星、行星、你我——所占比例不到5%。暗物质的宇宙光晕抵抗着将宇宙拉开的暗能量,它们推动着大尺度结构的演化,从最小的星系到最大的星系团。

当然,所有这些变化都需要大量的时间。它的速度如此之慢,以至于在我们看来,宇宙就像一张静止的照片。所以科学家们进行了模拟。但是制作几乎整个宇宙的3D视频需要计算机的力量。很多。Uchiu在一年的时间里每月连续48小时霸占了天文学最大的超级计算机ATERUI II的全部40200个处理器。结果是华丽和有用的。“Uchuu就像一台时间机器,”IAA-CSIC的博士生Julia F.Ereza说。

“我们可以向前、向后和及时停止。我们可以“放大”单个星系,也可以“缩小”整个星系团。我们可以看到从宇宙诞生之初到现在,在宇宙的每一瞬间和每一个地方都发生了什么……”

也许最酷的部分是,团队将整个内容压缩到相对可管理的100TB大小,并将其提供给任何人。显然,我们大多数人不会有这样的存储空间,但许多研究人员可能会有。

这不是第一次,也不会是最后一次令人难以置信的大型模拟。

相反,Uchiu是不断成长的家族树中的最新成员追溯到1970年普林斯顿大学的吉姆·皮布尔斯在当时最先进的计算机上模拟了300个“星系”粒子。

虽然早期模拟有时未能遵循合理的进化路径产生变异星系或流氓黑洞随着计算能力的提高和更好的代码的出现,它们已经足够好地支持严肃的科学。一些变得庞大,另一些则变得详细。越来越多地,一个不必排除另一个。

似乎每隔几年,天文学家就会有新的突破。2005年,最大的模拟宇宙是100亿个粒子;到2011年,这一数字为3740亿。最近,Illustris TNG项目令人印象深刻的细节(但仍然是巨大的)模拟。

科学家们希望,通过建立宇宙的早期条件和物理定律,然后进行模拟,他们的模拟将再现我们所看到的物理宇宙的基本特征。这进一步加强了宇宙学理论的重要性,也有助于解释甚至预测当前和未来的观测结果。

天文学家们期望Uchiu能帮助他们解释夏威夷斯巴鲁望远镜和太空望远镜对银河系的观测欧洲航天局的欧几里德太空望远镜,定于2022年推出。在手上进行模拟,科学家们将完善这一切是如何发生的,以及它将走向何方的故事。

(了解有关团队工作的更多信息)文章本月出版于皇家天文学会月报.)

图片来源:Uchiu模拟中形成的最大星系团暗物质晕的快照。石山友明

杰森是奇点中心的总编辑。他从事金融和经济方面的研究和写作斯洛伐克捷克比分直播,然后转向科技领域。他对几乎每一件事都很好奇,很难过他只知道其中的一小部分。