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“千衍”模拟构建数字宇宙:138亿年演化全景再现 助力破解宇宙谜题

   时间:2026-04-23 19:21:39 来源:ITBEAR编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

中国科学院国家天文台宣布,由我国科学家主导的国际科研团队在超级计算机平台上成功构建出名为“千衍”的数字虚拟宇宙模型。这一突破性成果通过高精度模拟再现了宇宙从诞生至今的演化历程,为探索暗物质本质、星系形成机制等重大科学问题提供了全新研究范式。

项目负责人王乔研究员介绍,该模型采用4.2万亿个虚拟粒子作为基本单元,完整覆盖了138亿年的宇宙演化时间跨度。通过自主研发的数值模拟算法,科研团队精确复现了宇宙从均匀状态向网状结构转变的关键过程,包括原初物质分布、星系团形成等重要阶段。这种全尺度、高精度的模拟方式,使科学家能够直观观察宇宙不同发展时期的形态特征。

在技术实现层面,研究团队针对国产超级计算机架构进行深度优化,开发出适配国产硬件的专用软件系统。经过十余年持续攻关,最终生成超过13PB的模拟数据集,创造了计算宇宙学领域的新纪录。这种软硬件协同创新的模式,标志着我国在高性能计算与天文交叉领域达到国际领先水平。

该模型已展现出重要科学价值。通过将虚拟宇宙与实际天文观测数据对比分析,科研人员能够更精确地检验星系形成理论,为破解暗物质、暗能量之谜提供关键线索。模拟产生的星系图像、能谱分布等数据,正在为中国空间站巡天望远镜、欧几里得卫星等国际重大观测项目提供理论支撑,推动天文观测从"看现象"向"解机理"的跨越式发展。

这项成果不仅革新了宇宙学研究方法,更开创了"计算实验"的新范式。通过在虚拟空间中操控宇宙演化参数,科学家得以检验不同物理假设下的宇宙形态,这种研究方式将极大提升人类对宇宙运行规律的理解能力。随着后续研究的深入,该模型有望在星系动力学、宇宙大尺度结构等领域催生更多突破性发现。

 
 
 
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