宇宙的形成过程:超级计算机给出首次模拟结果

从20世纪中期,科学家们就对宇宙的形成有了很好的认识,宇宙膨胀和宇宙微波背景的发现,使人更加确认宇宙大爆炸的存在,宇宙膨胀的加速也促使了黑洞理论的诞生。

长期以来,人类想要重现宇宙的形成过程,但是限于计算资源一直未能实现。然而,近期来自美国和德国的科学家完成了迄今为止最详细的大规模宇宙模拟实验,称之为TNG50。这次模拟将为研究人员提供大时空尺度下宇宙形成和演化的诸多细节。

宇宙的形成过程:超级计算机给出首次模拟结果
宇宙气体从黑洞和超新星扩散,白色暗物质聚合。来源:TNG

TNG50是IllustrisTNG项目最新的模拟实验,该项目致力于大规模宇宙星系的演化过程模拟。在过去,类似的模拟规模比较小,很难具有统计学上的意义,不能真正展现很多细节,而现在TNG50首次解决了这一问题。

本次模拟采用了德国斯图加特的Hazel Hen超级计算机,包含了一万六千颗核心,运行了一年多的时间,这是迄今为止资源密集型最长的模拟过程。模拟时间跨度两亿三千万光年,并包含了两千亿颗粒子,用以代表暗物质、星团、宇宙气体和黑洞等。

超清版

参考:
Annalisa Pillepich, Dylan Nelson, Volker Springel, Rüdiger Pakmor, Paul Torrey, Rainer Weinberger, Mark Vogelsberger, Federico Marinacci, Shy Genel, Arjen van der Wel, Lars Hernquist, First results from the TNG50 simulation: the evolution of stellar and gaseous discs across cosmic time, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 490, Issue 3, December 2019, Pages 3196–3233, https://doi.org/10.1093/mnras/stz2338

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 土卫一上存在海洋?

    隐藏在土星最小的卫星之一——米玛斯——坚硬的陨石表面下面,有一个秘密:一片全球性的液态水海洋。这一惊人的发现由巴黎天文台-PSL的Valéry Lainey博士领导,并发表在《自然》杂志上,揭示了一个年轻的海洋,形成于仅…

    2024-02-09
  • “伽玛射线暴”被观测到

     据台湾新头壳报道,就在全世界惊喜于观测到“重力波”的时刻,几乎同时间人造卫星也捕捉到被称为“宇宙大爆炸”的“伽玛射线暴”。虽 然据信这是和重力波在同一个天体所发生的天文现象,但是到目前为止的学说并没有相关…

    2016-02-24
  • 研究火星先从地球开始,中国在柴达木盆地建首个火星模拟基地

    类似的火星模拟基地是开展火星科学基础研究,进行火星与地球对比研究的天然实验室

    2017-07-31
  • 从宇宙大尺度结构的形态学特征来检验引力理论

    宇宙在加速膨胀这一惊人现象自1998年被发现以来,给基础物理学带来了巨大的挑战。2011年,该发现被授予诺贝尔物理学奖。但宇宙加速膨胀的物理机制至今仍然是个谜。在广义相对论的框架下,解释宇宙加速膨胀通常需引…

    2017-05-12
  • 种间关系调控青藏高原树线的上升速率

    树线作为直立树木分布的海拔上限或纬度北界,被视为森林生态系统响应全球变化的敏感生态 指标。国际上普遍认为,树线上树木的生长主要受生长季低温限制,学者们以此为基础提出生长受限假说来解释树线形成机制。基于…

    2016-04-13
  • 处于盆地地形中的城市,在地震中遭受的破坏会更大

    在台湾,台北盆地正好具备所有场址效应发生的要点,坚硬的岩盘(第三纪基盘)和松软的土层(松山层),而其西深东浅盆地外型,不仅造成不同周期的震波放大,也让地震波进入盆地时更容易聚焦,进而产生共振及延长震动的持续时间,也因而让台北盆地内的民众在地震发生时更加「有感」。

    2018-02-28 地震