什么是千年模拟？(the millennium simulation?)
千年模拟，正式名称为千年运行，是有史以来最大的宇宙发展模拟之一。千年模拟是由来自德国、英国、加拿大、日本和美国的天体物理学家组成的处女座联盟于2005年开发的。该模拟在德国加兴的一台超级计算机上运行，包括超过100亿个“粒子”，模拟了一个虚拟立方体中的2000万个星系和类星体，其一侧约为20亿光年。Millennium Simulation被创建为一种工具，用来预测宇宙的大尺度结构，并将其与观测数据和天体物理学家的理论进行比较。
千年模拟开始于137亿年前大爆炸后约37.9万年，当时宇宙密度极高，温度极高。那时，物质是由电子、光子和重子组成的等离子体，宇宙沐浴在辐射通量中。随着宇宙膨胀和冷却，它达到了临界温度——大约3000 K——并开始“解耦”成辐射和独立物质。这一事件产生了宇宙微波背景辐射，今天它使宇宙饱和，宇宙温度约为2.7 K。由于对宇宙微波背景的详细观测，物理学家们对解耦瞬间的宇宙状态有了很好的了解，这些信息被编入千年模拟中作为其初始状态。
在一台功能强大的超级计算机上运行了一个多月的千年模拟后，Virgo Consortium获得了他们的结果——超过25TB的数据，足以容纳5300张DVD。以视觉形式显示，输出看起来像一个精细的三维丝网，在多个组织层上具有分形自相似性。这些细丝实际上是暗物质，构成了宇宙中的大部分质量。暗物质不能被直接看到，但它的存在可以从它对可见物质的引力影响中推断出来。在这个模型中，细丝可以被直接看到，这在真实的暗物质中是不可能的。
运行千年模拟为天体物理学家提供了大量有关宇宙可能如何演化的新数据，并预测了我们从天文数据中观察到的“超级星团”结构。千禧年模拟得出的最早结果之一是，黑洞的形成比以前认为的要早，斯隆数字巡天的实验数据支持了这一点，但这对我们目前的宇宙学模型提出了挑战。
- 发表于 2021-12-15 12:09
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