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天體物理學家建立了有史以來最詳盡的宇宙模擬,最少預測10億光年之外的空間

說我們的宇宙是一個大的地方有點保守。隨著我們研究黑暗物質和黑洞對星系形成影響的最新進展,我們可以說宇宙無時無刻不在震撼著我們的心靈。

分析所有關於宇宙的資料需要令人印象深刻的計算方法和聰明的編碼,這正是天體物理學家現在要感謝的最新的模擬模型。

它已經做出了一些相當準確的預測,有前景的見解無疑將會帶來一系列令人興奮的發現。

TitledIllustris:下一代(或簡稱為IllustrisTNG),很明顯,模擬預測將擴展空間發現的前沿。

「當我們用望遠鏡觀察星系時,我們只能測量特定的數量,」來自Flatiron研究所計算天體物理學中心(CCA)的天體物理學家Shy Genelfrom說:「通過模擬,我們可以追蹤所有這些星系的所有屬性。而不僅僅是星系現在的樣子,而是整個形成的歷史」。

IllustrisTNG是toIllustris的繼任者,基於CCA、麻省理工學院、哈佛大學、劍橋大學、海德堡理論研究所和高等研究院的研究人員的貢獻。

實際上,TNG實際上包含了18個模擬,涵蓋了不同的尺度——每一個立方體模型的空間都高達10億光年——追蹤宇宙從大爆炸到未來的演化過程。

有了更多的解析度和新的物理,改進後的模擬不僅覆蓋了更多的地面,他們現在可以精確地模擬集群星系的模式,以及這個網路是如何隨時間變化的。

跟蹤10億光年的銀河系物質、磁場和暗物質需要一些令人印象深刻的硬體。

因此,該項目使用了德國最快的超級計算機「榛雞」來處理這些數字。

僅用了兩個月的時間就完成了一個更大的模擬,收集了500tb的數據。

也就是說,它比等待宇宙的增長快得多。

海德堡理論研究所的Volker Springelfrom說:「分析大量的數據將會讓我們在未來的幾年裡忙得不可開化,同時它也為不同的天體物理過程提供了許多令人興奮的新見解。」

到目前為止所取得的精確度是令人興奮的。已經發表了三篇論文,描述了物質的大規模聚集,幫助我們理解星系是如何形成的。

當然,在模擬中發現的任何東西都是需要天文學家仔細觀察的旗幟。

在《皇家天文學會通告》上發表的一項研究表明,當星系碰撞和合併時,會形成微弱的恆星暈。通常太暈了看不清,模擬顯示出需要探索什麼特徵。

另一項研究探索了黑洞對恆星形成的影響,並增加了大量需要的細節,這表明強烈的引力使星系中心能夠驅動吹走恆星形成氣體和塵埃的風。

「我們能夠準確預測超大質量黑洞對大尺度物質分布的影響,這是非常令人著迷的,」Springel說。

「這對於可靠地解釋即將到來的宇宙測量是至關重要的。」

這些發現無疑將會反饋到模型中,並進一步完善它們,並承諾將會有更多的迭代。

總有一天我們會發掘宇宙更深處的秘密。


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