两台电脑用三个月模拟出了一个宇宙
上图是基于人类对天体物理学的理解,是由两台连续运行三个月的超级计算机获得的宇宙膨胀的模拟。目前,它是最完整和准确的模型。
为了完成这个项目,研究人员使用了德国的超级计算机超级计算机,它是世界上第十快的超级计算机,和居里,第二十快的计算机。两台计算机连续工作了3个月,8000个处理器同时运行,总计1600万个CPU小时。任何处理器的速度都比你能买到的要快得多。如果你使用你的电脑,将需要2000年来完成模拟。
为了避免太多的计算,模拟从1200年前的宇宙形状开始,并参考宇宙的初始状态和目前已知的物理定律。该模型模拟了138亿年来宇宙的所有演化,考虑了一些关于黑洞的未知领域,误差只有几百万年。
居里计算机
模拟结果是一个与我们相似的宇宙。“我们的模型不同于真实的宇宙。这个模型中没有独立的星系,比如银河系或仙女星系,”哈佛大学参与该项目的研究员害羞·杰内尔说。“我们模拟的宇宙完全基于数据,我们得到了另一个平行宇宙。我们可以看到类似银河系的星系,并从中学习观察真正的银河系是如何形成的。”
正如迈克尔所说,“观察Illustris实际上是对哈勃超深空照片的模仿。有了这两篇参考文献,我们推断的结果与实际情况大致相同。”自20世纪70年代以来,人们已经开始了对宇宙的初步模拟,但当时,人类对天体物理学的了解仍然有限,而且计算机技术还不够发达,因此Illustris模拟实验可以称得上是一大进步。下图是1980年前苏联研究人员发布的早期宇宙模型。
看看这些星系!皇家天文学会,1980年
历史上最成功的模拟是美国国家航空航天局的波尔肖模型,它用了18天时间由美国国家航空航天局的昴宿星超级计算机完成(昴宿星目前在世界上排名第16,但它是当时第7快的计算机)。“近年来,计算机技术的快速发展和日益复杂的仪器使一切成为可能,”吉内尔说。"我们第一次能够模拟观察到的星系."
Ginel说两台超级计算机工作非常努力。因为还有一长串的任务等着他们去完成,比如气候变化模型、生物模型、纳米技术研究和医学研究,所以三个月是研究人员获得的最好的结果。事实上,这个项目可以模拟未来宇宙的样子,但是天文学家对此已经有了概念。此外,我们活不了多久,无法用自己的眼睛来验证。
“从模型中,我们可以看到宇宙快速膨胀的过程,星系将以超光速彼此远离,”他说。“星系是独立的,每个星系都会形成自己的宇宙。这是我们的预测。”
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