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王士举的博客

修己育人 才智平庸惟好学,云烟过眼忆蹉跎。身边多少育人事,搬进博园做寄托。

 
 
 

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教苑中经历着坎坷、也品味着收获。爱教育、爱教研,故常与睿师探讨,爱文学、爱学生,因此爱上了语文教学。 爱好:读书、上网、旅游、锻炼、偶尔小酌。 座右铭:没有学历就要靠努力。

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5分钟看宇宙130亿年演化  

2014-06-04 22:31:05|  分类: 科学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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麻省理工学院的科学家第一次在实验室内模拟了130亿年宇宙演化历史,涵盖了宇宙大爆炸后1200万年的演化进程,从早期结构一直到如今庞大规模的星系团,“宇宙网”也清晰可见。

科学家发现宇宙的天体演化很大程度与宇宙网有关,每个星系(团)都“依附”网状的结构中,对星系诞生有着积极的作用。本次模拟由麻省理工学院的科学家完成,开发团队为此花费了5年的时间来模拟宇宙演化进程,计算过程花费了3个月左右,超过8000台计算机单元共同运行。由于宇宙结构非常庞大,即便是模拟宇宙的演化也需要较强的处理芯片,在这个全新的“人造宇宙”中,德国和英国的研究人员在其中模拟了星系诞生,黑洞等事件。

模拟的起点是大爆炸发生后的1200万年:该模拟的起点并不是宇宙大爆炸的那一刻,而是大爆炸发生后的1200万年,而时间轴的末端就是现在,我们可以观察从大爆炸发生后1200万年到现在的宇宙变化。麻省理工学院的科学家马克负责本次虚拟宇宙项目,通过模型准确描述了不同类型的星系在宇宙中的分布以及星系(团)的组成。虚拟宇宙中可以看到星系演化过程:马克教授认为到目前为止,仍然没有一个项目对虚拟宇宙演化进行模拟,尤其是在宇宙尺度上对我们的宇宙进行重建,以前也有过模拟宇宙演化的研究课题,但是受到计算水平的限制以及缺乏解决一些物理问题的能力,无法模拟大尺度状态的宇宙演化。在虚拟宇宙中,科学家还观测到宇宙中的空洞,气体(云)存在不同的温度。

科学家通过8000台计算机进行联网运行,而实际计算却花了3个月的时间,如果使用台式计算机进行运行,那么平均计算时间估计需要2000年才能完成。有评论认为,虽然本次模拟宇宙演化范围扩大了不少,但是宇宙中的星系数量与实际还是有所差距的,这是我们观测能力受到了限制,比如科学家只对4.1万个星系进行模拟,模拟时间也在大爆炸后1200万年。

最重要的是,科学家从虚拟宇宙中观察到混合的螺旋星系核球状椭圆星系结构,大尺度的宇宙网是一个基础,星系(团)在宇宙网的各个节点上进行演化,形成如今我们所看到的星系,其中就包括我们的银河系。在科学家眼中,虚拟宇宙就像是一台时间机器,可以让我们向后对宇宙进行溯源,也可以看到宇宙的未来,让我们知道模拟星系未来发生了什么,同时我们也可以暂停模拟,观察星系演化的具体特征。(罗辑编译)

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