有人用超級電腦模擬了 800 萬個虛擬宇宙

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 16 日 9:00 | 分類 天文 , 尖端科技 , 電腦 follow us in feedly


平行宇宙是否存在,我們仍不能確定,但人類已經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,用電腦模擬了 800 萬個虛擬宇宙,其中包含了 1,200 萬個銀河系。

一般情況下,科學家只能透過現有照片等資料研究推斷宇宙演變的規律,而 Behroozi 的「UniverseMachine」(宇宙機器)計畫,則為學者提供一個驗證理論的機會。

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,並根據它們模擬出一個個「Ex-Machina」宇宙,觀察如果按這套規律,那宇宙從大爆炸(Big Bang )後 4 億年開始到現在,是否發展成了我們現實生活中宇宙的模樣。

每個「Ex-Machina」宇宙都會經過一系列測試,用於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提道。同時,這個計畫也發現一些現有理論衝突的現象。

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,這並不利於恆星的形成。

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停止形成恆星。

我們發現卻與之相反:特定規模的銀河系更有可能高效形成恆星。

獲得這個發現後,研究團隊回頭對那些模擬宇宙進行多次微調,直至它們終於往和我們現實宇宙的樣子演變。

換言之,我們由此總結,早期銀河系形成恆星的效率比我們想像得要高。

這也意味著,由超級黑洞和恆星爆炸所創造的能量在扼殺恆星形成的效率,比我們理論預測的要低。

據 Behroozi 介紹,單單是要模擬一個銀河系所需的計算能力,「地球上所有電腦加起來,花上一百年都無法做到……更別說 1,200 萬個」。這次研究團隊找到一種創新的方式,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,1,200 萬仍是非常小的一部分。

▲ 亞利桑那大學高性能電腦群。(Source:亞利桑那大學

不過,這次研究也已經是結合了來自 NASA 艾姆斯研究中心、德國的 Leibniz-Rechenzentrum 和亞利桑那大學高性能電腦群的資源,合計有 2,000 多個處理器同時運算了 3 週才得出研究結果。

研究論文發布在《皇家天文學會月刊通報》上。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:pixabay

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