
天文学家进行了有史以来最大的“超级计算机”模拟,从大爆炸到现在,以帮助回答宇宙中一些最大的谜团。
其目的是将虚拟宇宙与我们所知道的真实宇宙进行比较,包括高功率望远镜捕捉到的新信息,这些信息有时与预期的不太匹配。
这可以帮助科学家们了解目前关于宇宙如何演化的理论——被称为宇宙学的标准模型——是否能很好地描述现实。
这个名为“火烈鸟”的项目根据物理定律计算了宇宙中所有组成部分——普通物质、暗物质和暗能量——的演化过程。
随着模拟的进行,虚拟星系和星系团的细节逐渐显现。
欧洲航天局(ESA)最近发射的欧几里得太空望远镜(Euclid Space Telescope)和美国宇航局(Nasa)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)等设施收集了星系、类星体和恒星的数据。
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“宇宙学正处于十字路口,”火烈鸟研究的合作者、来自杜伦大学的卡洛斯·弗兰克教授说。
“我们从强大的望远镜获得了惊人的新数据,其中一些乍一看并不符合我们的理论预期。
要么是宇宙学的标准模型有缺陷,要么是观测数据中存在微妙的偏差。
“我们对宇宙的超级精确模拟应该能够告诉我们答案。”

过去的模拟与对宇宙的观测相比较,主要集中在冷暗物质上——被认为是宇宙结构的关键组成部分。
然而,天文学家现在说,在试图理解宇宙的演化时,普通物质的影响也需要考虑在内。普通物质只占宇宙中所有物质的16%,包括地球和地球上的所有人。中微子是一种很少与普通物质相互作用的微小粒子。
在过去的两年里,研究人员一直在达勒姆的一台强大的超级计算机上进行模拟。
模拟在宇宙机(COSMA 8)超级计算机上花费了超过5000万处理器小时,该超级计算机由杜伦大学计算宇宙学研究所托管,代表英国的DiRAC高性能计算设施。
火烈鸟是处女座联盟的一个项目,用于宇宙超级计算机模拟。这首字母缩略词代表全水大尺度结构模拟与全天空映射解释下一代观测。
该项目的资助来自欧洲研究委员会、英国科学技术设施委员会、荷兰科学研究组织和瑞士国家科学基金会。
这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上。
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