北京
可倒回百億年前看宇宙誕生，也能預測未來宇宙的演化方向，科學家創建全球最大規模和最高精度的數字模擬宇宙。一起來揭秘宇宙模擬項目——“千衍”。
想象有一臺超級計算機，只要輸入初始條件，就能推算出宇宙的過去和未來。這是劉慈欣科幻小說里面的情節，現在是已經走進現實。今天，中國科學院國家天文臺科研團隊就發布了全球最大規模的宇宙模擬項目——千衍，科學家是在超級計算機里面創造出了一個尺度為120億光年，由4.2萬億個暗物質質點組成的數字模擬宇宙，刷新了全球數字宇宙體量和精度的極限。
如何在計算機里創造一個宇宙？第一步就要闖過一個數學難關——N體問題，它可以看作是三體問題的超級加強版。小說《三體》提到三顆恒星在引力作用下互相拉扯，運動復雜到沒有固定公式能直接算出結果。現實也確實如此。但科學家們另辟蹊徑：不靠公式硬算，而是讓超級計算機像“剝洋蔥”一樣，一小步一小步推算，每一步都精準銜接，慢慢逼近天體運動的真實軌跡，這種神奇的方法，就叫數值模擬。而千衍，就是靠這套方法，憑借著“超強大腦”，既能倒回百億年前看宇宙誕生，也能預測未來宇宙的演化方向。
我國科學家是在自主可控的國產超算上搭建起了一座120億光年尺度的“宇宙沙箱”，又將4.2萬億個暗物質質點像“種子”一樣撒進去，在系統設定的引力作用下，模擬宇宙開始慢慢演化，在計算機里開辟鴻蒙，虛擬宇宙就慢慢“活”了起來：從一片混沌，逐步演化出星系、星系團，最終形成和我們真實宇宙高度相似的模樣，回溯了宇宙過往百億年的演化過程。
模擬宇宙到底有什么用呢？它是真實宇宙的一面“鏡子”，借助千衍，我們就可以用我們理解的物理法則創造宇宙，對比虛擬世界與真實世界，檢驗我們對宇宙的理解是否正確。
從渾天儀演示星軌，到觀星臺丈量天地；再到今天，我們用千衍將浩瀚宇宙“裝”進小小芯片。中國人對宇宙的追問，從未停止。
記者：帥俊全、褚爾嘉、吳昊、胡啟晨
來源：中央廣播電視總臺
責任編輯：曹旸
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