據(jù)物理學家組織網(wǎng)25日報道，美國能源部阿貢國家實驗室科學家，利用橡樹嶺國家實驗室的“前沿”超級計算機，實現(xiàn)了迄今最大規(guī)模宇宙天體物理模擬。這為宇宙流體力學模擬設(shè)定了新基準，也為模擬原子物質(zhì)和暗物質(zhì)的物理特征奠定了堅實基礎(chǔ)。

“前沿”超級計算機模擬的一個小樣本，揭示了宇宙從數(shù)十億年前至今的演變歷程。

圖片來源：美國阿貢國家實驗室

此次模擬使用的程序名為“硬件/混合加速宇宙學代碼”(HACC)。這一成熟的宇宙模擬程序自15年前問世以來，便致力于研究宇宙暗區(qū)大規(guī)模結(jié)構(gòu)的形成，包括暗能量、暗物質(zhì)、中微子和原始漲落的起源等。

隨著美國E級計算項目(E級指每秒進行百億億次浮點運算)的推進，HACC也迎來重大升級，其在E級“前沿”超級計算機上展現(xiàn)了驚人的運行速度，比最初的參考運行速度快了近300倍。此次的新模擬更是通過使用約9000個“前沿”超級計算機的計算節(jié)點，實現(xiàn)了破紀錄的性能。

團隊表示，宇宙包含兩個組成部分：被認為只與引力相互作用的暗物質(zhì)，以及普通物質(zhì)。因此，如果科學家想要探究宇宙的奧秘，需要同時模擬兩大事物：引力以及包括熱氣體、恒星、黑洞和星系形成在內(nèi)的其他物理學過程，這便是宇宙流體動力學模擬的核心所在。

然而，與模擬不斷膨脹的宇宙相比，宇宙流體動力學模擬的計算成本要高得多，難度也更大。以往，科學家無法模擬像智利魯賓天文臺等大型望遠鏡觀測到的、跨越數(shù)十億年時間的宇宙區(qū)域的流體動力學情況。但在最新研究中，他們在“前沿”超級計算機上實現(xiàn)了這一點。( 劉霞)