计算机模拟宇宙Illustris

 

一组国际科学家开发了一个计算机的宇宙模型模拟演变的问题，从早期的时候，直到目前的时间。

根据既定的概念，我们的宇宙是95%的暗能量和暗物质。 建模的动力剩余的5％属于普通的重子物质(主要是质子、中子和电子的)已经证明是困难的。





每周一次的《自然》杂志上发表的结果的一个数值模拟的形成宇宙的结构，反映两个大规模的分布的重子物质和随时间改变其特性在一个特定的银河系统。

跟踪的演变的重子物质是复杂的：现象在范围广泛的物理尺度参与的进程形成的星系和更大的结构的宇宙。 涵盖一个代表一部分的宇宙，宇宙学家已经描述的体积至少为100万秒差距(326万光年)的直径。 自然规模的星形成约1秒差距，以及该进程的积的问题上一个黑洞，甚至发生在规模较小。 数值模拟长期以来被用来解决这些问题。 然而，直到现在，甚至在最强大的超级计算机，这是不可能运行一个足够大的模拟模拟的大规模分发的气体，星暗物质，同时保持必要程度的细节，以充分反映个别的星系。

被称为Illustris模型包含超过10亿的单个细胞，反映出的气体在模拟量，这大约是一个数量级超过了她的前任。 仿真的开始时间从12万年来宇宙大爆炸后和不断演变到目前的时代。 在代码中，研究人员使用新的方法，用于解决公式描述的演变的重子物质在宇宙的结构。 在他们的模型中，科学家们已经涵盖了范围广泛的物理现象，包括冷却气体演变的星星，能量的流动从超新星爆炸，生产的化学元素，以吸积物质上的巨大黑洞。 在一起这些现象，非线性的互相影响，导致演变的可观察到的宇宙。

运行模拟了大约16万小时的CPU时间是近两千年的一个人计算机。 最终结果的模型是惊人地类似于观察到的宇宙的。 模拟结果的极深的意见宇宙在Illustris可以很容易混淆的真正的宇宙时，获得超过深入调查哈勃(哈勃深超场)。 图像源自的虚拟宇宙中的星系是令人惊讶的现实以前这是唯一可能在模拟中的各个星系的。 这不仅仅是视觉上的相似性，一个范围广泛的量化指标的一致意见的真正的宇宙。

Illustris，但是，并不意味着结束的改善宇宙模型的银河系的形成。 计算模型量仍然不足够大的模拟罕见宇宙的对象，包括黑洞在早期宇宙的。 详细程度不足以研究微弱的星系，例如那些环绕着银河系的方式。 恒星形成的低质量星系中Illustris早发生，速度比在真正的宇宙。 所有这些仍然需要解决。 仍然是一个遥远梦想的机会来实现的尺度必要用于直接建模的星形成在模拟生成成千上万的星系似银河系的方式。

 

 

资料来源：nkj.ru