为了探索暗物质 科学家“造”了一个迄今最大的
瑞士科学家们使用一台巨型超级计算机,模拟出了整个宇宙的构成。他们利用2万亿个数字粒子,生成了包含约250亿个模拟星系的庞大目录。科学家们表示,这份目录将被用于校准欧洲欧几里得(Euclid)卫星上进行的实验。这颗卫星将于2020年发射,使命是揭开笼罩在暗物质和暗能量头上的面纱。
过去3年间,苏黎世大学的研究人员研发并优化了一组名为PKDGRAV3的革命性代码,它能以前所未有的精度,描述暗物质的动态以及宇宙间大尺度结构的形成。这套代码在位于瑞士国家计算中心的代恩特峰(Piz Daint)超级计算机上仅仅运行了80个小时,便生成了一个包含2万亿个宏观粒子(代表暗物质流)的虚拟宇宙,研究人员从中提取出了一份包含250亿个星系的目录。
他们以暗物质流在自身引力作用下不断演变为特征,模拟了名为暗物质晕的低浓度物质的组成。鉴于最新演算的精确度非常高,他们相信,类似银河系这样的星系就形成于暗物质晕中。
欧几里得卫星的任务就是探索宇宙的暗面。据悉,宇宙包含23%的暗物质和72%的暗能量。苏黎世大学计算机天体物理学教授罗曼德仕雅说:暗能量的属性一直是现代科学的一个未解之谜。
在欧几里德卫星于2020年开始执行为期6年的数据采集任务前,这一新的虚拟星系目录可以帮助优化该卫星实验的观测策略,并使各种不同来源错误的数量降至最低。苏黎世大学计算科学研究所的约阿希姆斯塔德尔博士说:欧几里德卫星将为我们的宇宙绘图,追溯宇宙100多亿年间的演化历程。
利用欧几里德卫星提供的数据,科学家们将获得有关暗能量性质的新信息,他们也希望,新数据能助他们发现标准模型之外的新物理学,例如广义相对论的修正版或某种新粒子等。