以虛擬技術(shù)建構(gòu)“鷹擊長(zhǎng)空”的星系模型
英國(guó)杜倫大學(xué)和荷蘭萊頓大學(xué)的天文學(xué)家組成了合作團(tuán)隊(duì),他們開(kāi)發(fā)了仿宇宙的物理模型,使用計(jì)算機(jī)模型模擬了星系的真實(shí)特性,星系模型的開(kāi)發(fā)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù),這與天文學(xué)家觀測(cè)的星系的質(zhì)量、尺寸和年齡保持了一致。從星系吹出的氣體風(fēng)被稱之為星系風(fēng),通過(guò)對(duì)強(qiáng)烈的星系風(fēng)的模擬,合作團(tuán)隊(duì)取得了與真實(shí)星系相似的效果。星系的計(jì)算機(jī)模型經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月的調(diào)試和運(yùn)行。杜倫大學(xué)的“宇宙學(xué)機(jī)器”和巴黎大學(xué)的“居里計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室”承擔(dān)了模型檢測(cè)的使命,英國(guó)和法國(guó)的科研機(jī)構(gòu)啟用了最大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),而對(duì)星系模型的檢測(cè)依賴于大型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。
合作團(tuán)隊(duì)以計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為手段,他們研究了從現(xiàn)在到過(guò)去大約140億年星系演變的歷史過(guò)程,計(jì)算機(jī)星系模型的研究成果發(fā)表在2015年1月英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)舉辦的刊物《月度通訊》上。多年以來(lái),天文學(xué)家一直嘗試以計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)研究宇宙星系的形成,然而,他們?nèi)〉玫南嚓P(guān)成果十分有限,以前的計(jì)算機(jī)模擬的星系不是太大、就是太小,不是太老,就是太圓。模型 EAGLE(星系的演變、集合和環(huán)境)模擬的星系最接近真實(shí)的星系,主要的原因是研究人員考慮了強(qiáng)烈星系風(fēng)的因素,星系風(fēng)的作用是為星系的形成提供不可缺少的氣體,沒(méi)有氣體云的集合,不可能有星系的形成。

計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)的物理模型EAGLE(老鷹)模擬的星系更輕、年齡更小,從中誕生了更少的恒星,恒星一般在較晚的時(shí)期誕生。EAGLE模擬了氣體狀星系風(fēng)的特征,恒星驅(qū)動(dòng)了恒星風(fēng)的移動(dòng)、超新星暴和超大質(zhì)量黑洞的形成與大質(zhì)量恒星的演變有關(guān)。EAGLE模型的驅(qū)動(dòng)力大于以前計(jì)算機(jī)的模擬。EAGLE模型模擬了成千上萬(wàn)個(gè)星系的尺寸和形狀,它們與天文學(xué)家在宇宙觀測(cè)的星系情形相似。
英國(guó)杜倫大學(xué)的天文學(xué)家理查德·鮑爾解釋說(shuō),計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)生成了宇宙圖像,好似真實(shí)存在的一樣。計(jì)算機(jī)虛擬了星空世界,其中布滿了燦爛而美麗的星系,光彩過(guò)目的星系有不同的形狀、尺寸和色彩,好似天文學(xué)家鮑爾通過(guò)世界上最大的望遠(yuǎn)鏡看到了太空背景,計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)達(dá)到了令人難以置信的效果。在EAGLE(老鷹)的虛擬世界,人們只要按下一個(gè)按鈕就可以回到星系的過(guò)去,仿佛穿越了“時(shí)間隧道”。兩所大學(xué)的合作團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)星系模型,虛擬的星系與實(shí)際觀測(cè)的星系十分相似,這說(shuō)明模擬的效果十分逼真。在仿真性星系模型的幫助之下,天文學(xué)家從十分細(xì)節(jié)的層面分析了單個(gè)星系的演變過(guò)程。

(編譯:2015-1-4)