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有人用超级电脑模拟了 800 万个虚拟宇宙

2024-11-30 227


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,用电脑模拟了 800 万个虚拟宇宙,其中包含了 1,200 万个银河系。

一般情况下,科学家只能透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)计划,则为学者提供一个验证理论的机会。

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,观察如果按这套规律,那宇宙从大爆炸(Big Bang )后 4 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提道。同时,这个计划也发现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像得要高。

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,“地球上所有电脑加起来,花上一百年都无法做到……更别说 1,200 万个”。这次研究团队找到一种创新的方式,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,1,200 万仍是非常小的一部分。

▲ 亚利桑那大学高性能电脑群。(Source: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电脑群的资源,合计有 2,000 多个处理器同时运算了 3 周才得出研究结果。

研究论文发布在《皇家天文学会月刊通报》上。

(本文由 爱范儿 授权转载;首图来源:pixabay)

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2019-08-17 06:59:00

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