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    有人用超级电脑模拟了 800 万个虚拟宇宙

    发表时间:2019-09-08 信息来源:www.leportico.com 浏览次数:1088

     

      爱范儿2天前我要分享

      平行宇宙是否存在,我们仍不能确定,但人类已经开始自己模拟宇宙了,而且一下就来了 800 万个。

      亚利桑那大学助理教授 Peter Behroozi 带着团队,用计算机模了 800 万个虚拟宇宙,其中包含了 1200 万个银河系。

      一般情况下,科学家只能通过现有照片等资料研究推断宇宙演变的规律,而 Behroozi 的「UniverseMachine(宇宙机器)」项目,则为学者提供一个验证理论的机会。

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      ▲ 图片来自亚利桑那大学

      简单来说,Behroozi 将过去 20 年来已存在的宇宙演变理论输入电脑,并根据它们模拟出一个个「Ex-Machina」宇宙,观察着,如果按这套规律,那宇宙从从大爆炸(Big Bang)后四亿年开始到现在,是否发展成了我们现实生活中宇宙的模样。

      每个「Ex-Machina」宇宙都会经过一系列测试,用于估量虚拟宇宙中的银河系和我们实际宇宙情况有多相似。(结果是)那些和我们最相似的宇宙,都遵循类似的底层物理规则,展示出一个非常强大的研究银河系形成的方法。

      亚利桑那大学在官方新闻稿中写道。同时,这个项目也发现了一些现有理论冲突的现象。

      随着我们回到越来越早的宇宙,我们预期暗物质的密度会更高,而气体的温度也会变得越来越高,这并不利于恒星的形成。因此,我们原本认为很多银河系在早期的宇宙中,很长一段时间就应该已经停止形成恒星。我们发 现却与之相反:特定规模的银河系更有可能高效形成恒星。

      获得这个发现后,研究团队回头对那些模拟宇宙进行多次微调,直至它们终于往和我们现实宇宙的样子演变。

      换言之,我们由此总结,早期银河系形成恒星的效率比我们想象的要高。这也意味着,由超级黑洞和恒星爆炸所创造的能量在扼杀恒星形成的效率比我们理论预测的要低。

      据 Behroozi 介绍,单单是要模拟一个银河系所需的计算能力,「地球上所有计算机加起来,花上一百年都没法做到…… 更别说 1200 万个」。这次研究团队找到了一种创新的方式,以避免这般庞大的计?愎ぷ髁俊5臀颐怯钪婵赡艽嬖诘纳锨б诟鲆酉迪啾龋?1200 万仍是非常小的一部分。

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      ▲ 亚利桑那大学高性能计算机群,图片来自亚利桑那大学

      不过,这次研究也已经是结合了来自 NASA 艾姆斯研究中心、德国的 Leibniz-Rechenzentrum 和亚利桑那大学高性能计算机群的资源,合计有 2000 多个处理器同时运算了 3 周才得出研究结果。

      研究论文 《UNIVERSEMACHINE: The Correlation between Galaxy Growth and Dark Matter Halo Assembly from z=0-10》发布在《皇家天文学会月刊通报》上。

      题图来自 Engadget

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      平行宇宙是否存在,我们仍不能确定,但人类已经开始自己模拟宇宙了,而且一下就来了 800 万个。

      亚利桑那大学助理教授 Peter Behroozi 带着团队,用计算机模了 800 万个虚拟宇宙,其中包含了 1200 万个银河系。

      一般情况下,科学家只能通过现有照片等资料研究推断宇宙演变的规律,而 Behroozi 的「UniverseMachine(宇宙机器)」项目,则为学者提供一个验证理论的机会。

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      ▲ 图片来自亚利桑那大学

      简单来说,Behroozi 将过去 20 年来已存在的宇宙演变理论输入电脑,并根据它们模拟出一个个「Ex-Machina」宇宙,观察着,如果按这套规律,那宇宙从从大爆炸(Big Bang)后四亿年开始到现在,是否发展成了我们现实生活中宇宙的模样。

      每个「Ex-Machina」宇宙都会经过一系列测试,用于估量虚拟宇宙中的银河系和我们实际宇宙情况有多相似。(结果是)那些和我们最相似的宇宙,都遵循类似的底层物理规则,展示出一个非常强大的研究银河系形成的方法。

      亚利桑那大学在官方新闻稿中写道。同时,这个项目也发现了一些现有理论冲突的现象。

      随着我们回到越来越早的宇宙,我们预期暗物质的密度会更高,而气体的温度也会变得越来越高,这并不利于恒星的形成。因此,我们原本认为很多银河系在早期的宇宙中,很长一段时间就应该已经停止形成恒星。我们发 现却与之相反:特定规模的银河系更有可能高效形成恒星。

      获得这个发现后,研究团队回头对那些模拟宇宙进行多次微调,直至它们终于往和我们现实宇宙的?友荼洹?

      换言之,我们由此总结,早期银河系形成恒星的效率比我们想象的要高。这也意味着,由超级黑洞和恒星爆炸所创造的能量在扼杀恒星形成的效率比我们理论预测的要低。

      据 Behroozi 介绍,单单是要模拟一个银河系所需的计算能力,「地球上所有计算机加起来,花上一百年都没法做到…… 更别说 1200 万个」。这次研究团队找到了一种创新的方式,以避免这般庞大的计算工作量。但和我们宇宙可能存在的上千亿个银河系相比,1200 万仍是非常小的一部分。

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      ▲ 亚利桑那大学高性能计算机群,图片来自亚利桑那大学

      不过,这次研究也已经是结合了来自 NASA 艾姆斯研究中心、德国的 Leibniz-Rechenzentrum 和亚利桑那大学高性能计算机群的资源,合计有 2000 多个处理器同时运算了 3 周才得出研究结果。

      研究论文 《UNIVERSEMACHINE: The Correlation between Galaxy Growth and Dark Matter Halo Assembly from z=0-10》发布在《皇家天文学会月刊通报》上。

      题图来自 Engadget

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