據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)25日報道，美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家，利用橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的“前沿”超級計算機(jī)，實(shí)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(xué)模擬設(shè)定了新基準(zhǔn)，也為模擬原子物質(zhì)和暗物質(zhì)的物理特征奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。

“前沿”超級計算機(jī)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(shí)驗(yàn)室

此次模擬使用的程序名為“硬件/混合加速宇宙學(xué)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(xiàng)目(E級指每秒進(jìn)行百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算)的推進(jìn)，HACC也迎來重大升級，其在E級“前沿”超級計算機(jī)上展現(xiàn)了驚人的運(yùn)行速度，比最初的參考運(yùn)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(jī)的計算節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了破紀(jì)錄的性能。

團(tuán)隊表示，宇宙包含兩個組成部分：被認(rèn)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(xué)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(xué)過程，這便是宇宙流體動力學(xué)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(xué)模擬的計算成本要高得多，難度也更大。以往，科學(xué)家無法模擬像智利魯賓天文臺等大型望遠(yuǎn)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(xué)情況。但在最新研究中，他們在“前沿”超級計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。( 劉霞)

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