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1分视频展现宇宙140亿年演化


2020-08-08


据海外媒体报导,哈佛‧史密森尼天体物理学中心的科学家与德国海德堡理论研究所的研究人员联手制作了一段高分辨率的电脑模拟视频,展现宇宙从大爆炸到现在大约140亿年的演化过程。

这段模拟视频由名为“Arepo”的软件生成,采用移动网格技术呈现本地宇宙内不同星系的图像,细节非常丰富。与此前的模拟软件不同的是,Arepo通过虚拟的可弯曲网格再现大爆炸后的宇宙演化。这种网格可以移动,以对应构成宇宙的气体、恒星、暗物质和暗能量的移动。

制作者表示Arepo就像是宇宙网络的一个虚拟模型,能够弯曲以支撑构成宇宙的物质和天体。以往的模拟视频采用数量更多的固定立方网格。Arepo研发者、海德堡理论研究所天体物理学家沃克尔‧斯普林格尔表示:“我们利用了此前模拟软件的优势同时消除劣势。”

斯普林格尔是研究星系形成的专家,曾帮助创建“千禧模拟”,追踪100亿个粒子的演化。这一次,他利用哈佛的“奥德赛”超级计算机运行Arepo。“奥德赛”共有1,024个处理器,允许科学家将140亿年的宇宙演化压缩到短短几个月。

研究小组表示视频中的螺旋星系——例如银河系和仙女座星系——与实际景象更接近,而在此前的模拟视频中,这些星系呈现为模□的点。研究人员在一篇描述这项技术的文章中指出:“与此前的模拟软件Gadget相比,Arepo模拟出的星系恒星形成速度更快,星系内的气体盘范围更大,形态上更薄更平滑。”

研究人员表示他们尚未完成模拟工作,希望对面积更大的宇宙区域进行模拟。如果做到这一点,他们进行的宇宙模拟将是有史以来最逼真同时规模最大的一次。天体物理学家黛博拉‧希杰基将高分辨率模拟领域取得的这项成就与24.5米口径的巨型麦哲伦望远镜相提并论。



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