计算机模拟助力摸索宇宙

近日，有国际科学团队发布了名为“Uchuu”的“虚拟宇宙”。该模拟覆盖了约96亿光年尺度上的宇宙区间，时间上则横跨宇宙诞生至今的绝大部分历史，是迄今为止对宇宙的最先进模拟之一。

 

如今的“Uchuu”项目，借助超级计算机“富岳”和ATERUI II，模拟规模高达2.1万亿个粒子，每个粒子代表了几百万太阳质量的宇宙物质。尽管这听起来依旧庞大，但和浩瀚无垠的宇宙相比，已算得上是相当精确的模拟，所生成的数据量高达4PB。如此极端的设定也是为了匹配精确宇宙学时代的巡天计划，借助于巡天望远镜的广阔视野范围，这些计划甚至准备收录下宇宙中大部分的星系。由此，针对超级计算机匹配的模拟软件、数据分析和后期处理技术也起到了关键作用。

 

中国超算在设计和底层硬件架构上与美日等国有诸多不同，在数值计算的一些方向上同样值得期待。日前，针对宇宙黎明时期，国家天文台依托中科先导一号计算机完成了和“Uchuu”同样规模的模拟，并依靠国产加速部件实现了更高的分辨率。此外，基于中国空间站工程巡天望远镜的国内计算宇宙学联合团队，在国家超级计算昆山中心部署了涵盖全面的模拟系列。随着下一代超算系统揭开面纱，未来的旗舰级模拟将向着规模更大、解析能力更强更精密的方向发展，帮助人们理解更小的宇宙结构等级，认识其演变过程，探索更多关于宇宙的未知之谜。