背景圖像通過(guò)最大的FLAMINGO模擬顯示了當(dāng)今物質(zhì)在切片中的分布，該模擬的進(jìn)行一側(cè)為2.8 Gpc（91億光年）的立方體積。背景圖像的有史大連甘井子預(yù)約外圍上門電話號(hào)碼微信號(hào)vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)亮度給出了暗物質(zhì)的當(dāng)前分布，而顏色編碼了中微子的最大宙計(jì)分布。插圖顯示了以最大質(zhì)量星系團(tuán)為中心的算機(jī)連續(xù)三次放大；按順序，這些顯示了氣體溫度、模擬暗物質(zhì)密度和虛擬X射線觀測(cè)（來(lái)自Schaye等人2023）。天文來(lái)源：uux.cn/Josh Borrow，進(jìn)行FLAMINGO團(tuán)隊(duì)和Virgo財(cái)團(tuán)。有史許可CC-BY-4.0
（神秘的最大宙計(jì)大連甘井子預(yù)約外圍上門電話號(hào)碼微信號(hào)vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)地球uux.cn）據(jù)皇家天文學(xué)會(huì)：一個(gè)由天文學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了據(jù)信是有史以來(lái)最大的宇宙計(jì)算機(jī)模擬，不僅跟蹤暗物質(zhì)，算機(jī)還跟蹤普通物質(zhì)(如行星、模擬恒星和星系)，天文讓我們得以一窺我們的進(jìn)行宇宙可能是如何演變的。
FLAMINGO模擬根據(jù)物理定律計(jì)算宇宙所有組成部分的有史演化——普通物質(zhì)、暗物質(zhì)和暗能量。隨著模擬的進(jìn)行，虛擬星系和星系團(tuán)出現(xiàn)了。三篇論文已經(jīng)發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上:一篇描述方法，另一篇展示模擬，第三篇檢驗(yàn)?zāi)M如何再現(xiàn)宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。
歐洲航天局(ESA)和美國(guó)宇航局(NASA)的JWST最近發(fā)射的歐幾里德太空望遠(yuǎn)鏡等設(shè)施收集了大量關(guān)于星系、類星體和恒星的數(shù)據(jù)。FLAMINGO之類的模擬通過(guò)將我們宇宙理論的預(yù)測(cè)與觀察到的數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，在數(shù)據(jù)的科學(xué)解釋中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
根據(jù)該理論，我們整個(gè)宇宙的屬性是由幾個(gè)稱為“宇宙參數(shù)”的數(shù)字設(shè)定的(在該理論的最簡(jiǎn)單版本中有六個(gè))。這些參數(shù)的值可以用各種方法非常精確地測(cè)量。
其中一種方法依賴于宇宙微波背景(CMB)的特性，這是早期宇宙遺留下來(lái)的一種微弱的背景輝光。然而，這些值與其他技術(shù)測(cè)量的值不匹配，這些技術(shù)依賴于星系引力彎曲光的方式(透鏡化)。這些“緊張”可能預(yù)示著宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型——冷暗物質(zhì)模型——的終結(jié)。
計(jì)算機(jī)模擬也許能夠揭示這些緊張的原因，因?yàn)樗鼈兛梢愿嬷茖W(xué)家測(cè)量中可能的偏差(系統(tǒng)誤差)。如果這些都不足以解釋這種緊張，那么這個(gè)理論就真的有麻煩了。
到目前為止，用于與觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較的計(jì)算機(jī)模擬只追蹤冷暗物質(zhì)?！半m然暗物質(zhì)主導(dǎo)了引力，但普通物質(zhì)的貢獻(xiàn)不能再被忽略，”研究負(fù)責(zé)人Joop Schaye(萊頓大學(xué))說(shuō)，“因?yàn)檫@種貢獻(xiàn)可能類似于模型和觀測(cè)之間的偏差?！?br>第一批結(jié)果表明，中微子和普通物質(zhì)對(duì)于做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)都是必不可少的，但并沒(méi)有消除不同宇宙學(xué)觀測(cè)之間的緊張關(guān)系。
追蹤普通重子物質(zhì)(也稱為重子物質(zhì))的模擬更具挑戰(zhàn)性，需要更多的計(jì)算能力。這是因?yàn)槠胀ㄎ镔|(zhì)——僅占宇宙中所有物質(zhì)的16%——不僅感受到重力，還感受到氣體壓力，這可能導(dǎo)致物質(zhì)被活躍的黑洞和超新星吹出星系，進(jìn)入星系間空間。
這些星系際風(fēng)的強(qiáng)度取決于星際介質(zhì)中的爆炸，很難預(yù)測(cè)。除此之外，中微子的貢獻(xiàn)也很重要，這種亞原子粒子非常小，但質(zhì)量未知，但迄今為止它們的運(yùn)動(dòng)還沒(méi)有被模擬出來(lái)。
天文學(xué)家已經(jīng)完成了一系列計(jì)算機(jī)模擬，追蹤暗物質(zhì)、普通物質(zhì)和中微子的結(jié)構(gòu)形成。萊頓大學(xué)的博士生Roi Kugel解釋說(shuō):“通過(guò)將大量不同的相對(duì)較小體積的模擬預(yù)測(cè)與觀察到的星系質(zhì)量和星系團(tuán)中的氣體分布進(jìn)行比較，使用機(jī)器學(xué)習(xí)校準(zhǔn)了銀河風(fēng)的影響?！?br>研究人員用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)在不同的宇宙體積和不同的分辨率下模擬了最能描述校準(zhǔn)觀測(cè)的模型。此外，他們改變了模型的參數(shù)，包括銀河風(fēng)的強(qiáng)度，中微子的質(zhì)量，以及在略小但仍很大的體積模擬中的宇宙學(xué)參數(shù)。
最大的模擬在一個(gè)邊長(zhǎng)為100億光年的立方體體積中使用了3000億個(gè)分辨率元素(具有小星系質(zhì)量的粒子)。這被認(rèn)為是有史以來(lái)用普通物質(zhì)完成的最大的宇宙計(jì)算機(jī)模擬。萊頓大學(xué)的Matthieu Schaller說(shuō):“為了使這種模擬成為可能，我們開發(fā)了一種新代碼SWIFT，它可以有效地將計(jì)算工作分配到3萬(wàn)個(gè)CPU上。”
FLAMINGO模擬打開了一個(gè)新的關(guān)于宇宙的虛擬窗口，這將有助于充分利用宇宙學(xué)觀測(cè)。此外，大量(虛擬)數(shù)據(jù)為新的理論發(fā)現(xiàn)和測(cè)試新的數(shù)據(jù)分析技術(shù)(包括機(jī)器學(xué)習(xí))創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。
使用機(jī)器學(xué)習(xí)，天文學(xué)家可以預(yù)測(cè)隨機(jī)的虛擬宇宙。通過(guò)將這些與大尺度結(jié)構(gòu)觀測(cè)進(jìn)行比較，他們可以測(cè)量宇宙學(xué)參數(shù)的值。此外，他們可以通過(guò)與約束銀河風(fēng)效應(yīng)的觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較來(lái)測(cè)量相應(yīng)的不確定性。