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近日,天体物理学家已经用计算机模拟出了迄今为止最逼真的宇宙演化过程,其中包括从大爆炸到现在所有的天体活动,跨度长约140亿年。令人惊奇的是,他们已经将整个过程凝结成了长约78秒的视频。这段视频由一个叫做Arepo的模拟器制作完成。
| 大爆炸110亿年后,视频显示两个螺旋星系分离却又相互依存。 |
这个项目由来自Harvard-Smithsonian天体物理中心(CfA)的科学家和来自海德堡理论研究所(HITS)的科学家合作共同完成。Arepo软件使用了一种叫做“移动网格”的新兴技术,为这项研究提供了宇宙间不同星系的清晰详细的图像。不同于以往的模拟器,Arepo通过一个灵活虚拟的网格来复制大气环境形成,以此来配对复制大爆炸之后的组成整个宇宙的大气、恒星、暗物质和暗能量。Arepo的发明人员说道,它就像宇宙网络的一个虚拟模型,能够弯曲嵌入组成宇宙的物质和天体。而旧的模拟器大多使用刻板固定的立体网格。
“我们把以前模拟器的优点集合起来,并剔除了它们的缺点。”Arepo软件的发明者,来自HITS的天体物理学家Volker Springel说道。Springel是星系形成方面的专家,并帮助建立了千禧模拟演算,使用哈佛的“奥德赛”超级计算机来运行模拟过程,利用100亿个物质粒子来追踪模拟宇宙20亿立方光年范围内的物质分布状况。
研究团队声称,根据观测结果,银河系和仙女座星系等螺旋星系实际上看起来也像是螺旋星系,而不是像之前模拟器观测出来的模糊斑点。“和Gadget(以前的模拟器)相比,我们发现Arepo显著提高了巨大光环下笼罩的星系的成像速度,也使模拟大气有了更稀薄更流畅的形态。”
然而,研究人员说,这个研究项目还尚未结束。虽然目前得到的结果已经非常惊人,天体物理学家Debora Sijacki还是改良了原有模拟器的所有望远镜,统一换成了24.5米口径的巨型麦哲伦望远镜。研究团队目前的目标是,除了模拟出最真实的,也要模拟出有史以来最大的宇宙演化过程。 (周灵聪。
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