根據(jù)愛因斯坦曾經(jīng)的提示，測(cè)量孤立恒星質(zhì)量
來自蘇黎世大學(xué)的研究者已經(jīng)利用大型超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬出了整個(gè)宇宙的形成。從2萬億數(shù)字粒子產(chǎn)生了約250億個(gè)虛擬星系。這些星系的目錄已經(jīng)被用于校準(zhǔn)歐幾里得衛(wèi)星上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)衛(wèi)星將于2020年發(fā)射，目的是調(diào)查暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)。
經(jīng)過三年的努力，一組蘇黎世大學(xué)的天體物理學(xué)家研發(fā)并優(yōu)化了一個(gè)革命性的代碼，以前所未有的準(zhǔn)確性描述暗物質(zhì)的動(dòng)態(tài)和宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的形成。正如Joachim Stadel、 Douglas Potter以及Romain Teyssier在他們近期發(fā)表的論文中所稱，該代碼(被稱為PKDGRAV3)被設(shè)計(jì)出來最好地利用現(xiàn)代超級(jí)計(jì)算機(jī)架構(gòu)的可用存儲(chǔ)和處理能力，比如瑞士公司計(jì)算中心(CSCS)的Piz Daint超級(jí)計(jì)算機(jī)。該代碼只在這臺(tái)世界領(lǐng)先機(jī)器上運(yùn)行了80小時(shí)，產(chǎn)生了具有2萬億表示暗物質(zhì)流的宏觀粒子的虛擬宇宙，從中提取出了250億虛擬星系的目錄。
研究暗宇宙的構(gòu)成
由于他們的高精度計(jì)算，展示了暗物質(zhì)流在自身引力下的演變，研究者模擬了小型物質(zhì)集中的形成，被稱為暗物質(zhì)暈。通常我們認(rèn)為類似銀河系的星系就是從暗物質(zhì)暈形成而來的。這種模擬的挑戰(zhàn)在于要模擬整個(gè)可觀測(cè)宇宙這么大的空間內(nèi)的小至十分之一銀河系大小的星系。這也是由歐洲歐幾里得任務(wù)設(shè)置的要求。該任務(wù)的主要目標(biāo)是探索宇宙的黑暗面。
測(cè)量微小的畸變
的確，大約95%的宇宙都是黑暗的。宇宙由23%的暗物質(zhì)和72%的暗能量構(gòu)成。蘇黎世大學(xué)計(jì)算天體物理教授Romain Teyssier說道：“暗能量的本質(zhì)仍然是現(xiàn)代科學(xué)中有待解決的主要難題之一?！边@個(gè)難題只能通過間接觀測(cè)破解：當(dāng)歐幾里得衛(wèi)星在大面積天空中捕捉數(shù)十億星系的光線，天文學(xué)家們將測(cè)量由前景不可見質(zhì)量分布——暗物質(zhì)引起的背景星系光線偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生的微小畸變。蘇黎世大學(xué)計(jì)算科學(xué)研究所的Joachim Stadel說道：“這類似于稍微不平坦的玻璃板對(duì)光的扭曲?！?span style="display:none">Qeb菜譜美食網(wǎng)-眾歸云 - 24小時(shí)不關(guān)機(jī)的云端電腦_云主機(jī)_VPS掛機(jī)寶_免費(fèi)掛機(jī)寶_0.1元試用,3-5元月租服務(wù)器提供
優(yōu)化衛(wèi)星的觀測(cè)策略
這個(gè)新的虛擬星系目錄將幫助這個(gè)衛(wèi)星在2020年開始6年數(shù)據(jù)收集之前，優(yōu)化歐幾里得實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)策略，最小化各種誤差源。
Stadel說道：“歐幾里得將進(jìn)行我們宇宙的層析成像，追溯宇宙過去100多億年的進(jìn)化?！备鶕?jù)歐幾里得數(shù)據(jù)，研究者將獲得關(guān)于神秘暗能量本質(zhì)的信息，但還希望發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新物理，比如修正版本的廣義相對(duì)論或者新類型的粒子。
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