SIBELIUS-DARK模擬的圖片

在模擬的為止最中心是銀河系（MW）和我們最近的大質(zhì)量鄰居，仙女座星系（M31）
（神秘的最精地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：在追求了解宇宙進化的過程中，科學(xué)家們依靠雙管齊下的模擬方法。利用先進的迄今確儀器，天文勘測試圖將目光投向越來越遠的為止太空（以及回到過去），以研究宇宙的最精最早時期。同時，模擬科學(xué)家們創(chuàng)建模擬，迄今確試圖根據(jù)我們對物理學(xué)的為止理解來模擬宇宙的演變過程。當兩者相匹配時，最精天體物理學(xué)家和宇宙學(xué)家就知道他們走在了正確的模擬道路上。
近年來，迄今確使用越來越復(fù)雜的為止超級計算機進行了越來越詳細的模擬，產(chǎn)生了越來越精確的最精結(jié)果。最近，由赫爾辛基大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組進行了迄今為止最精確的模擬。這些模擬被稱為SIBELIUS-DARK，準確地預(yù)測了從大爆炸到今天我們這個宇宙角落的演變。
除了赫爾辛基大學(xué)之外，該團隊還包括來自達勒姆大學(xué)計算宇宙學(xué)研究所（ICC）和河外天文學(xué)中心、萊頓大學(xué)洛倫茨理論物理研究所、巴黎天體物理研究所和斯德哥爾摩大學(xué)奧斯卡-克萊因中心的研究人員。該團隊的成果發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上。
這個模擬是作為"局部宇宙之外的模擬"（SIBELIUS）項目的一部分進行的第一項研究，使用DiRAC COSmology MAchine（COSMA）進行，這是一個由ICC運營的分布式計算機網(wǎng)絡(luò)。該模擬涵蓋了距離地球6億光年的空間體積，并由超過1300億個模擬"粒子"表示，這需要數(shù)千臺計算機數(shù)周的時間來制作。
該團隊使用已知的物理學(xué)來描述暗物質(zhì)和宇宙氣體在宇宙歷史上是如何演變的。具體來說，他們試圖確定我們今天觀察到的情況是否與宇宙學(xué)的標準模型--冷暗物質(zhì)（CDM）模型一致。在過去的幾十年里，天體物理學(xué)家們用這個模型來解釋宇宙微波背景（CMB）的特性和我們今天看到的星系的數(shù)量和空間分布。
之前的CDM模擬通常是對宇宙的隨機斑塊進行建模，與我們今天觀察到的情況相似。通過使用先進的生成算法，這些模擬有條件地再現(xiàn)了我們特定的宇宙碎片。這使研究小組能夠看到他們的模擬是否再現(xiàn)了天文學(xué)家?guī)资陙碛^察到的銀河系附近的當今結(jié)構(gòu)。
在將他們創(chuàng)建的虛擬宇宙與一系列的觀測調(diào)查進行細致的比較后，他們發(fā)現(xiàn)，模擬與室女座、后發(fā)座和英仙座星系團、"長城"和"局部虛空"等結(jié)構(gòu)的位置和屬性相匹配。最重要的是，在模擬的中心是天文學(xué)家們最重要和最熟悉的兩個結(jié)構(gòu)：銀河系和鄰近的仙女座星系的虛擬對應(yīng)物。
正如共同作者卡洛斯-弗倫克教授（ICC基礎(chǔ)物理學(xué)的奧格登教授）所解釋的那樣。
"看到我們所知道的存在于我們周圍的熟悉的結(jié)構(gòu)從計算機計算中出現(xiàn)，這令人無比興奮。模擬結(jié)果簡單地揭示了在我們宇宙存在的137億年中，物理定律作用于暗物質(zhì)和宇宙氣體的后果。
"我們能夠重現(xiàn)這些熟悉的結(jié)構(gòu)，為標準的冷暗物質(zhì)模型提供了令人印象深刻的支持，并告訴我們，我們在理解整個宇宙演變的正確軌道上。"
另一個有趣的發(fā)現(xiàn)是，由于大規(guī)模的"物質(zhì)密度不足"，預(yù)測我們這塊宇宙的星系平均較少。雖然這與CDM模型并不矛盾，但它可能會對天體物理學(xué)家解釋觀察到的星系調(diào)查產(chǎn)生影響。共同作者萊頓大學(xué)的馬修-沙勒博士說。"這些模擬表明，標準的冷暗物質(zhì)模型可以產(chǎn)生我們在附近看到的所有星系。這是對該模型通過的一個非常重要的測試。"
達勒姆大學(xué)前博士生、赫爾辛基大學(xué)現(xiàn)任博士后研究員斯圖爾特-麥卡爾平博士補充說："通過模擬我們看到的宇宙，我們離了解我們宇宙的本質(zhì)又近了一步。這個項目在幾十年的理論和天文觀測之間提供了一座重要的橋梁"。
展望未來，國際團隊計劃進一步分析該模擬，希望為CDM模型提供進一步嚴格的測試。