歐洲空間局(ESA)歐幾里得聯盟近日宣布,其最新宇宙模擬項目“旗艦二號”(Flagship 2)已正式完成。這項模擬堪稱迄今最精細的宇宙模型,涵蓋了34億個虛擬星系,通過追蹤超過4萬億個粒子的引力相互作用構建而成,并為每個星系賦予了400余種物理屬性。
作為歐幾里得空間望遠鏡任務的核心組成部分,該模擬旨在為2023年7月發射的望遠鏡提供關鍵驗證工具。這臺計劃運行六年的望遠鏡將繪制三分之一天區的宇宙地圖,重點研究暗物質與暗能量——這兩種主導宇宙加速膨脹的未知力量。空間科學研究所研究員帕布羅·福薩爾巴指出,模擬數據能提前測試數據分析工具,為處理望遠鏡傳回的海量觀測數據奠定基礎。
研究團隊利用瑞士“Piz Daint”超級計算機,運行蘇黎世大學開發的定制算法,完成了這項技術挑戰。算法精確追蹤了4萬億個虛擬粒子在138億年宇宙演化中的引力作用,成功復現了由暗物質與可見物質共同塑造的星系團、纖維狀結構和宇宙空洞等大尺度結構。這些特征構成了所謂的“宇宙網”,是理解宇宙結構形成的關鍵。
項目負責人強調,該成果不僅體現在科學規模上,更在于其開放性。通過CosmoHub數據平臺,研究團隊將PB級模擬數據完全公開,供全球科研人員自由訪問。研究員豪爾赫·卡雷特羅表示:“這消除了科研資源壁壘,任何研究者無需自建超級計算機即可探索復雜宇宙學問題。”目前,該數據集已支持對星系形成、暗物質分布等多領域的研究。
這項突破融合了高性能計算、先進算法與大規模數據管理技術,為未來天文學研究樹立了新標桿。隨著歐幾里得望遠鏡持續傳回觀測數據,模擬與實測的對比研究將進一步揭示宇宙演化的奧秘。