吉林
IT之家 4 月 20 日消息，得益于一項革命性的全新獨特“虛擬宇宙”視聽模擬技術，科學家們已構建出迄今為止最詳盡的宇宙演化圖景，而你也能親眼看見、親耳聆聽。
據IT之家了解，COLIBRE 虛擬宇宙項目依托宇宙學標準模型，模擬了寒冷星系塵埃與氣體的運動規律 —— 這些物質是恒星的構成基石，模擬時間跨度從宇宙大爆炸后的最初十億年一直延續至今日。憑借遠超以往其他宇宙模擬項目的算力支撐，COLIBRE 構建出的合成宇宙，與詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡（JWST）觀測到的早期宇宙景象高度吻合。該研究也由此驗證了宇宙學標準模型，即 Λ 冷暗物質（ΛCDM）模型。
更令人驚嘆的是，這個合成宇宙逼真到就連不少天文學家都為之驚嘆。
“看著從我們計算機中誕生的‘星系’，與真實星系幾乎毫無二致，還具備天文學家在實測數據中觀測到的諸多特征，比如數量、光度、顏色和大小，這實在令人振奮。”COLIBRE 團隊成員卡洛斯 · 弗倫克在一份聲明中表示，“我總愛打趣觀測領域的同事，問他們：‘你覺得這些圖像出自哪個星系星表？’最了不起的是，我們僅通過求解膨脹宇宙中的相關物理方程，就構建出了這個合成宇宙。”
該模擬在杜倫大學的 COSMA8 超級計算機上運行，攻克了其他項目難以逾越的難題：冷氣體建模。而這一建模之所以至關重要，是因為恒星由冷氣體和塵埃在自身引力作用下坍縮形成 —— 想要精準模擬恒星，就必須先精準模擬冷氣體的運動。COLIBRE 還成功模擬了微小塵埃顆粒，以及塵埃在促進氫分子形成、阻擋紫外線方面的作用，而紫外線會抑制氣體冷卻并阻礙恒星誕生。
“真實星系中的大部分氣體都寒冷且布滿塵埃，但此前絕大多數大型模擬項目都不得不忽略這一點。”荷蘭萊頓大學的 COLIBRE 項目負責人約普 · 沙耶在聲明中稱，“借助 COLIBRE，我們終于將這些關鍵組成部分納入研究范疇。”
不過，盡管這些虛擬宇宙模型已十分完善，卻仍無法解開詹姆斯 · 韋布空間望遠鏡發現的一個宇宙謎題 —— 該設備在宇宙某一時期觀測到大量所謂的“小紅點”天體。
這些神秘天體在宇宙大爆炸 6 億年后大量出現，卻在宇宙演化至約 15 億年時消失無蹤，它們或許是大質量黑洞的種子。
該項目的大部分模擬工作已于 2025 年完成，部分模擬仍在持續進行，而已獲取的數據需要數年時間才能完成分析。
“我們不僅對這項科學研究本身感到興奮，更對探索宇宙的全新方式充滿期待。”英國樸茨茅斯大學的詹姆斯 · 特雷福德在聲明中表示，他主導了 COLIBRE 項目塵埃模型的研發與可視化成果的音頻化工作。“這些工具或將帶來全新發現，讓天文學領域更易被大眾理解，也能幫助我們直觀認知星系的成長與演化規律。”
COLIBRE 相關研究成果已于當地時間 4 月 13 日發表在《皇家天文學會月報》期刊上。
參考資料：
- https://academic.oup.com/mnras/article/548/1/stag375/8650959?login=false
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