第一個逼真的虛擬宇宙誕生

天文學家們用一種叫”Illustris”的計算機模擬器創造出了第一個逼真的虛擬宇宙。Illustris能夠以空前的3.5億光年的分辨率，在多維數據集中重現130億年的宇宙演化過程。

“迄今為止，還沒有哪個單獨的模擬器有能力同時復制出一個既有大規模也有小規模的宇宙?！甭槭±砉W院哈佛-史密松天體物理中心研究員邁克·沃格爾斯伯杰如是說。

先前模擬宇宙的嘗試都由于缺乏計算能力和底層物理的復雜性而受阻，因此，這些項目不是受到分辨率的限制，就是被迫只能專注于宇宙的一小部分。早先的模擬也受困于為恒星形成、超新星爆發、超大質量黑洞的復雜建模。

Illustris運用復雜的電腦程序高保真地重現了宇宙的演化。它包括正常物質和暗物質，其3D像素（或分辨率元素）達120億。

團隊致力于開發Illustris項目長達五年時間，實際計算用了三個月的“運行時間”，總共使用了8000臺中央處理器同時運行。如果他們用的是普通的臺式電腦，那就需要超過2000年的時間來完成計算。

計算機模擬開始于大爆炸后的1200萬年。當它運行到當下，天文學家們在模擬空間的多維數據集中計算出了超過41000個星系。重要的是，Illustris產生了一個逼真的組合體，它是類似于銀河系的螺旋星云和球狀橢圓星系的組合。它也重新構建出了大規模的結構，如星系團和宇宙網的泡沫、空洞。在小規模方面，它準確地再現了各個星系的化學反應。

因為光的速度是固定的，天文學家們看的距離越遠，他們所能看到過去也就越久遠。我們看到的一個十億光年遠的星系是它十億年前的形態。像哈勃這樣的望遠鏡可以通過探測更遠的距離傳達給我們早期宇宙的樣子，但是，天文學家不能夠用哈勃望遠鏡來觀測到一個星系隨著時間推移的演化。

Illustris像一個時光機器，我們可以在時間上向前和向后看，我們可以暫停下來模擬，而且還可以放大到一個星系或星系團去看看到底發生了什么。

編譯| 王譽成

內容來源：science daily網站