科學家使用電腦模擬揭露至今最精確宇宙虛擬形象

芬蘭赫爾辛基大學領導國際研究團隊的科學家使用電腦模擬製作至今最大、最精確的立體宇宙模擬圖，展示自大爆炸以來宇宙的整個演化過程，它幫助天文學家像探索地球一樣探索宇宙。研究團隊表示，該模擬與標準宇宙學模型非常吻合，從而增加冷暗物質存在的證據。

這項模擬是至今為止規模最大、最全面的受限空間模擬，覆蓋距離地球六億光年的範圍，包含超過一千三百億個粒子，產生1 PB（1,000 TB）的數據（相當於五千億頁的標準印刷文本）。其在英國對衡大學（Durham University）計算宇宙學研究所的利用先進計算的分佈式研究宇宙學機器上運行，需要數千台電腦在幾週內協同工作，並產生大量數據。

研究人員使用先進的生成算法，模擬再現特定的宇宙團塊，從而能使模擬包含天文學家幾十年來觀察到的銀河系附近的結構。 這意味著局部宇宙中為人熟悉的結構，如室女座、彗星和英仙座星系團，甚至是本地空洞，都會在模擬中重現。模擬的中心是一對星系，銀河系和其附近的大質量鄰居仙女座星系的虛擬對應物。

研究發現，局部宇宙團塊可能不太尋常，因為模擬預測的星係數量低於宇宙平均區域中發現的星係數量，這是由於局部大尺度的暗物質密度不足。

研究人員表示，這些模擬揭示了在宇宙存在的137億年中，物理定律作用於暗物質和宇宙氣體的結果。 重現這些熟悉的結構，為標準的冷暗物質模型提供支持。模擬還顯示，標準的冷暗物質模型可產生我們在附近看到的所有星系。

【圖：對衡大學；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2022年2月8日出版的英國《皇家天文學會月報》；標題是：SIBELIUS-DARK: a galaxy catalogue of the Local Volume from a constrained realisation simulation