耗时80个小时,模拟250亿个星系,超级计算机绘制宇宙地图

上世纪20年代,即使爱因斯坦也认为宇宙是静止的。为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在,他在场方程中引入了宇宙常数。现在,众所周知,宇宙处于不断扩张之中,星系之间彼此远离的速度加快,不过原因依然不为人知。为解开谜团,欧洲航天局计划将在2020年发射“欧几里得”(Euclid)卫星,观测星系光的扭曲来研究宇宙膨胀的原动力——暗物质和暗能量。

耗时80个小时,模拟250亿个星系,超级计算机绘制宇宙地图

超级计算机绘制的宇宙地图(图源:)

“欧几里得”将耗费6年时间观测宇宙。不过,在深入观察时空之前,科学家首先需要清楚该如何处理望远镜产生的海量数据。为此他们在瑞士建造了一台可以模拟宇宙的超级计算机。这台名为“Piz Daint”的计算机耗时仅80小时,模拟产生20亿个暗物质粒子和250亿个星系。

耗时80个小时,模拟250亿个星系,超级计算机绘制宇宙地图

纤维状大尺度宇宙构造(图源:Wikipedia)

95%的宇宙是黑暗的。整个宇宙包含了23%的暗物质和72%的暗能量。苏黎世大学教授Romain Teyssier认为:“暗能量的属性是现代科学中主要的未解之谜。”“欧几里得”将捕捉数十亿个星系的光,受暗物质的影响,这些光会产生非常微弱的偏移。

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欧几里得太空望远镜虚拟图(图源:Wikipedia)

未来的星系模型目录将在超过1000个参与“欧几里得”计划的科学家之间共享,他们可以以最优的方式收集、处理数据。科学家们将通过分工不断优化模型,绘制出更加完美的宇宙地图。


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