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迄今最详细宇宙模型建成

来源:科技日报 发布时间:[2019-11-22]

一个国际科研团队最近创建了迄今最详细的大尺度宇宙模型TNG50。这一虚拟宇宙芳龄约138亿岁、宽约2.3亿光年,包含数万个正处于演化中的星系,星系的细节程度与单星系模型中的相当。该模型跟踪了200多亿个代表暗物质、气体、恒星和超大质量黑洞的粒子。

据美国趣味科学网站20日报道,这一模型拥有前所未有的分辨率和规模,使研究人员能了解有关宇宙过去的重要信息,揭示宇宙间各种曼妙多姿的星系如何演化为如今这般模样,以及恒星爆炸和黑洞如何触发了星系的这些演化。

研究合作者、德国慕尼黑马克斯·普朗克天体物理学研究所博士后迪伦·尼尔森说:我们在模型中看到了未明确编程到模拟代码中的现象,这些现象以自然方式出现,来自模型宇宙基本物理成分的复杂相互作用。

这些现象对于理解宇宙如何在大爆炸后138亿年间变成如今这般样貌至关重要。研究人员可在模型中直接观测宇宙诞生不久后,从湍流的气体云中出现的星系。他们发现,银河系周围很常见的盘状星系在模拟中自然出现,且产生了内部结构,包括从其中央超大质量黑洞延伸出旋臂、凸起和条形。当他们将模拟宇宙与现实生活中的观察结果比较时发现,星系的群落在数量上与实际情况吻合。

   研究团队称,他们还远远没有完成对模型的剖析。他们计划公开发布所有数据,供世界各地天文学家研究这一虚拟宇宙。

研究合作者、美国佛罗里达大学物理学副教授保罗·托瑞说:这些模拟是巨大的数据集,我们可以通过剖析并了解其中星系的形成和演化来获得大量信息。

这一模拟由德国Hazel Hen超级计算机的16000个处理器连续运行一年多生成,是历史上计算量最大的天体模拟之一。

TNG50是IllustrisTNG项目创建的最新模拟,该项目旨在通过构建大尺度宇宙模型,在不牺牲单个星系精细度的情况下,绘制出宇宙自大爆炸以来如何演化的完整图景。

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