可协助研究暗物质 - 科学家模拟出最大虚拟宇宙

英媒称，瑞士苏黎世大学的研究人员用一台大型超级计算机模拟出了我们整个宇宙的构成。他们用2万亿个数字粒子生成了包含约250亿个虚拟星系的庞大目录。这一目录将被用于对欧几里德卫星上的实验进行校准。欧几里德卫星将于2020年发射，其目的是探究暗物质及暗能量的性质。

据英国物理科学新闻网站6月9日报道，研究人员模拟出有史以来最大的虚拟宇宙

在为期3年的时间里，苏黎世大学的一个天文物理学家团队开发并优化了一套革命性代码，能以前所未有的精度对暗物质的动态以及宇宙中大型结构的构成进行描述。约阿希姆·施塔德尔、道格拉斯·波特和罗曼·泰西耶在他们最近发表的论文中说，这套被称为PKDGRAV3的代码的设计目标是，以最优方式使用现代超级计算系统（例如瑞士国家计算中心的“代恩特峰”超级计算机）的可用存储及处理能力。该代码仅在这台世界领先的超级计算机上运行了80个小时，便生成了一个包含2万亿个宏观粒子（代表着暗物质流体）的虚拟宇宙，研究人员从中提取出一个由250亿个虚拟星系组成的目录。

得益于演算精度高（以暗物质流体在自身引力作用下不断演变为特征），研究人员得以模拟被称为暗物质晕的低浓度物质的结构——我们认为像银河系这样的星系就形成于暗物质晕中。这项模拟的难点在于，要建立总数与我们整个可观测宇宙中的星系相当、大小仅相当于银河系1/10的星系的模型。而这正是欧洲欧几里德卫星任务提出的要求，该卫星的主要目标是探索宇宙的黑暗面。

在欧几里德卫星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，并把各种误差来源的数量降至最少。施塔德尔说：“欧几里德卫星将利用X线断层摄像技术绘制我们宇宙的地图，对超过100亿年的宇宙进化过程进行追溯。”

利用欧几里德卫星的数据，研究人员将获得有关这种神秘暗能量的性质的新信息，但他们也希望能发现标准模型之外的物理学新知，例如广义相对论的修正版本或某种新型粒子。