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虚拟宇宙机模拟星系来理解暗物质


(资料图)

研究人员通过创建一个“虚拟宇宙机器”来发现关于我们宇宙的新事实,该机器模拟星系随时间发展的方式。亚利桑那大学的一个团队对1200万个不同的星系进行了计算机模拟,这些星系从大爆炸后的4亿年一直延伸到现在。为了执行模拟一个大宇宙所需的数万亿次复杂计算,他们使用超级计算机生成了800万个宇宙模型。

“在计算机上,我们可以创建许多不同的宇宙,并将它们与实际的宇宙进行比较,这使我们能够推断哪些规则会导致我们看到的结果,”该研究的主要作者彼得贝赫鲁齐(Peter Behroozi)在一份声明中解释道。“我们比较了过去20年的天文观测,并将其与我们生成的数百万个模拟宇宙进行了比较。我们拼凑了数千条信息,看看有哪些匹配。我们创造的宇宙看起来合适吗?如果没有,我们会回去修改,然后再检查一遍。”

由UA领导的科学家团队已经在超级计算机上创建了数百万个不同的宇宙。每个宇宙都遵循不同的物理理论来确定星系是如何形成的。

该模型显示了关于暗物质在星系演化中的作用的特别有趣的信息。当研究人员根据目前对暗物质的预期创建模型星系时,暗物质的存在阻止了星系在早期形成新的恒星,他们发现由此产生的星系看起来比实际更红。为了创建一个与我们在宇宙中实际感知的模型相匹配的模型,星系必须进行调整,以便它们能够在生命后期继续产生比预期更多的恒星。

“当我们越来越早地回到宇宙中时,我们会期望暗物质变得越来越稠密,所以天然气会变得越来越热。这不利于恒星的形成,所以我们认为早期宇宙中的许多星系早就应该停止形成恒星了,”Behroozi解释道。“但我们发现了相反的情况:与预期相反,一定大小的星系更有可能以更高的速度形成恒星。”

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