有人用超级电脑模拟了 800 万个虚拟宇宙
平行宇宙是否存在,我們仍不能確定,但人類已經(jīng)開始自己模擬宇宙了,而且一下就來了 800 萬個。
亞利桑那大學助理教授 Peter Behroozi 帶著團隊,用計算機模了 800 萬個虛擬宇宙,其中包含了 1200 萬個銀河系。
一般情況下,科學家只能通過現(xiàn)有照片等資料研究推斷宇宙演變的規(guī)律,而 Behroozi 的「UniverseMachine(宇宙機器)」項目,則為學者提供一個驗證理論的機會。
圖片來自亞利桑那大學
簡單來說,Behroozi 將過去 20 年來已存在的宇宙演變理論輸入電腦,并根據(jù)它們模擬出一個個「Ex-Machina」宇宙,觀察著,如果按這套規(guī)律,那宇宙從從大爆炸(Big Bang)后四億年開始到現(xiàn)在,是否發(fā)展成了我們現(xiàn)實生活中宇宙的模樣。
每個「Ex-Machina」宇宙都會經(jīng)過一系列測試,用于估量虛擬宇宙中的銀河系和我們實際宇宙情況有多相似。(結果是)那些和我們最相似的宇宙,都遵循類似的底層物理規(guī)則,展示出一個非常強大的研究銀河系形成的方法。
亞利桑那大學在官方新聞稿中寫道。同時,這個項目也發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)有理論沖突的現(xiàn)象。
隨著我們回到越來越早的宇宙,我們預期暗物質的密度會更高,而氣體的溫度也會變得越來越高,這并不利于恒星的形成。
因此,我們原本認為很多銀河系在早期的宇宙中,很長一段時間就應該已經(jīng)停止形成恒星。
我們發(fā)現(xiàn)卻與之相反:特定規(guī)模的銀河系更有可能高效形成恒星。
獲得這個發(fā)現(xiàn)后,研究團隊回頭對那些模擬宇宙進行多次微調,直至它們終于往和我們現(xiàn)實宇宙的樣子演變。
換言之,我們由此總結,早期銀河系形成恒星的效率比我們想象的要高。
這也意味著,由超級黑洞和恒星爆炸所創(chuàng)造的能量在扼殺恒星形成的效率比我們理論預測的要低。
據(jù) Behroozi 介紹,單單是要模擬一個銀河系所需的計算能力,「地球上所有計算機加起來,花上一百年都沒法做到…… 更別說 1200 萬個」。這次研究團隊找到了一種創(chuàng)新的方式,以避免這般龐大的計算工作量。但和我們宇宙可能存在的上千億個銀河系相比,1200 萬仍是非常小的一部分。
亞利桑那大學高性能計算機群,圖片來自亞利桑那大學
不過,這次研究也已經(jīng)是結合了來自 NASA 艾姆斯研究中心、德國的 Leibniz-Rechenzentrum 和亞利桑那大學高性能計算機群的資源,合計有 2000 多個處理器同時運算了 3 周才得出研究結果。
研究論文《UNIVERSEMACHINE: The Correlation between Galaxy Growth and Dark Matter Halo Assembly from z = 0-10》發(fā)布在《皇家天文學會月刊通報》上。
題圖來自Engadget
總結
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