我科学家构建出数字虚拟宇宙

将边长约120亿光年的宇宙空间“装进”计算机，使用约4.2万亿个虚拟的暗物质粒子，高精度追踪这些粒子在宇宙演化中如何聚集、如何形成结构——由中国科学家领衔的国际团队23日宣布，他们成功在超级计算机中构建出一个数字虚拟宇宙，为人类探索宇宙奥秘提供了一份高精度数字导引图谱。

所谓数字虚拟宇宙，通俗讲就是科研人员依托超级计算机的强大算力，打造出一个与真实宇宙高度相似的数字化版本。取名“千衍”的这一超大规模宇宙学模拟项目，完整还原了宇宙从诞生至今138亿年间的演化过程，每个阶段的样貌都被以数字模型的形式再现出来。

中国科学院国家天文台研究员王乔介绍，“千衍”通过计算物质之间的引力，记录了100个不同演化时期的“快照”。借助星系形成模型，模拟还能生成虚拟星系的图像、颜色、光谱等信息。科学家将高精度虚拟宇宙与实际观测结果进行比对，有助于研究暗物质、暗能量等基本问题，并加深对星系如何生长和演化的认识。

据介绍，“千衍”将为中国空间站巡天望远镜、欧洲空间局欧几里得空间望远镜等大型天文观测项目提供重要科学支撑。

“千衍”使用的是国家天文台研究员高亮团队历经10余年自主研发的PhotoNs软件，该软件还专门针对国产超级计算机平台进行了深度优化。经过数年攻关，团队成功在上万张加速卡上实现长时间高效稳定运行，标志着我国在宇宙学与高性能计算交叉领域取得重要突破。

美国得克萨斯大学奥斯汀分校教授麦克·博伊兰-科尔钦评价说，“千衍”是一项“计算奇迹”，在模拟范围和质量精细度上都是前所未有的，未来多年都将是该领域的标志性成果。德国马普天体物理研究所所长沃尔克·斯普林格尔教授表示，“千衍”重新定义了当今数值宇宙学的水平，其强大的统计能力让科学家可以对当前主流宇宙学模型进行前所未有的高精度检验。