我们是怎么到这里的?不只是我们人类,在一个淡蓝色的点上乱窜,绕着一颗恒星飞驰,绕着一个超大质量飞驰,穿过本地集群。但这个点、恒星、黑洞和星团是如何来到这里的呢?
难以理解的巨大是如何产生的一切数十亿年前,一切都从难以想象的虚无到了现在的样子?
这确实是问题中的问题。而且,通过迄今为止同类最大的项目,天文学家正试图通过对整个宇宙进行计算机模拟来寻找答案。
他们被称为火烈鸟模拟(全水力大型结构模拟与全天测绘用于解释下一代观测),在英国 DiRAC 设施的超级计算机。
这些模拟非常激烈。它们旨在计算宇宙所有已知组成部分的演化。
这意味着正常物质:星星;星系;所有我们可以触摸的东西(它可能会杀死我们,但我们可以);– 神秘的质量产生奇怪的额外重力;和- 这加速宇宙的膨胀。
其中最大的一个模拟在边缘为 100 亿光年的立方体空间中包含了 3000 亿个粒子,其质量相当于小星系。
“为了使这种模拟成为可能,我们开发了一种新代码 SWIFT,它可以有效地将计算工作分配到 3 万个 CPU 上。”天文学家马蒂厄·沙勒解释道莱顿大学的。
初步结果已发表在三篇论文中:第一篇描述方法,第二个展示模拟,第三个结果描述大尺度结构冷暗物质中的宇宙。
特别是,第三篇论文试图解决称为 sigma 8 的问题,或者S8紧张。这是基于对宇宙的测量,称为– 从宇宙诞生后不久的时代开始,微弱的微波辐射就充满了宇宙。对这种光的分析表明宇宙现在应该有更多地聚集在一起比它有。
由于这种紧张局势对冷暗物质模型关于宇宙在什么情况下会发生聚集,研究人员希望火烈鸟能够提供一些答案。
到目前为止,他们还没有设法解决这种紧张局势——这对宇宙学来说是一个大新闻——但他们有一些进行模拟的方法:正常物质和是准确预测所必需的。
“虽然暗物质在引力中占主导地位,但普通物质的贡献已经不能再被忽视了,”研究负责人兼天文学家乔普·谢伊 (Joop Schaye) 说莱顿大学的教授,“因为这种贡献可能类似于模型和观察结果之间的偏差。”
包含正常物质的模拟更难以运行。目前已知暗物质只能通过引力与宇宙相互作用。正常物质也会与压力相互作用,例如辐射压力和银河风,这些都是不可预测且难以建模的。它需要更多的计算能力才能工作,因此我们将不得不等待更长的时间才能在 S 上得到答案8火烈鸟的紧张。
然而,研究人员进行了一系列模拟,追踪暗物质、正常物质和中微子的宇宙结构的形成,改变这三个参数的参数,看看这如何影响最终结果。
“银河风的影响是用莱顿大学的天文学家 Roi Kugel 解释说:“通过将相对较小体积的许多不同模拟的预测与观测到的星系质量以及星系团中气体的分布进行比较。”
该团队尚未向公众提供 FLAMINGO 数据,因为它的大小为数 PB。鼓励任何有兴趣的人提出礼貌的询问与通讯作者。