迄今最詳細宇宙模型建成

科技日報北京11月21日電 （記者劉霞）一個國際科研團隊最近創建了迄今最詳細的大尺度宇宙模型TNG50。這一虛擬宇宙“芳齡”約138億歲、寬約2.3億光年，包含數萬個正處於演化中的星系，星系的細節程度與單星系模型中的相當。該模型跟蹤了200多億個代表暗物質、氣體、恆星和超大質量黑洞的粒子。

據美國趣味科學網站20日報道，這一模型擁有前所未有的分辨率和規模，使研究人員能瞭解有關宇宙過去的重要信息，揭示宇宙間各種曼妙多姿的星系如何演化為如今這般“模樣”，以及恆星爆炸和黑洞如何觸發了星系的這些演化。

研究合作者、德國慕尼黑馬克斯·普朗克天體物理學研究所博士後迪倫·尼爾森説：“我們在模型中看到了未明確編程到模擬代碼中的現象，這些現象以自然方式出現，來自模型宇宙基本物理成分的複雜相互作用。”

這些現象對於理解宇宙如何在大爆炸後138億年間變成如今這般“樣貌”至關重要。研究人員可在模型中直接觀測宇宙誕生不久後，從湍流的氣體雲中出現的星系。他們發現，銀河系周圍很常見的盤狀星系在模擬中自然出現，且產生了內部結構，包括從其中央超大質量黑洞延伸出旋臂、凸起和條形。當他們將模擬宇宙與現實生活中的觀察結果比較時發現，星系的羣落在數量上與實際情況吻合。

研究團隊稱，他們還遠遠沒有完成對模型的剖析。他們計劃公開發布所有數據，供世界各地天文學家研究這一虛擬宇宙。

研究合作者、美國佛羅里達大學物理學副教授保羅·託瑞説：“這些模擬是巨大的數據集，我們可以通過剖析並瞭解其中星系的形成和演化來獲得大量信息。”

這一模擬由德國Hazel Hen超級計算機的16000個處理器連續運行一年多生成，是歷史上計算量最大的天體模擬之一。

TNG50是IllustrisTNG項目創建的最新模擬，該項目旨在通過構建大尺度宇宙模型，在不犧牲單個星系精細度的情況下，繪製出宇宙自大爆炸以來如何演化的完整圖景。