“沙盒游戲”這個(gè)概念應(yīng)該不少人都知道。由沙盤游戲演變而來,沙盒游戲創(chuàng)造出一個(gè)模擬世界,讓玩家可以在游戲當(dāng)中自由探索。日前,研究人員開發(fā)出一款沙盒游戲,當(dāng)中模擬的并不是什么虛構(gòu)的世界——而是真實(shí)的整個(gè)宇宙。
Uchuu(日語,意為“外太空/宇宙”)是迄今為止最大和最真實(shí)的宇宙模擬。一個(gè)由來自日本、西班牙、美國、阿根廷、澳大利亞、智利、法國和意大利的研究人員組成的國際團(tuán)隊(duì)利用世界上最強(qiáng)大的天文學(xué)專用超級計(jì)算機(jī)ATRUI II創(chuàng)建了Uchuu。即使集合了國際天文學(xué)精英和強(qiáng)大計(jì)算能力等,研究團(tuán)隊(duì)仍然花了一年時(shí)間來制作Uchuu。
千葉大學(xué)副教授石山智明(Tomoaki Ishiyama)開發(fā)了用于生成Uchuu的代碼,他解釋說:“為了制作Uchuu,我們使用了40200個(gè)處理器(CPU核心),消耗了2000萬個(gè)超級計(jì)算機(jī)小時(shí),產(chǎn)生了3PB的數(shù)據(jù),相當(dāng)于一個(gè)1200萬像素手機(jī)的接近9億張照片。"
Uchuu模擬由2.1萬億個(gè)粒子組成,其計(jì)算立方體的邊長達(dá)到了前所未有的96.3億光年。作為比較,這大約是地球和最遙遠(yuǎn)的觀測星系之間距離的四分之三。Uchuu將使我們能夠在迄今為止無法想象的規(guī)模和細(xì)節(jié)水平上研究宇宙的演變。
Uchuu的重點(diǎn)是宇宙的大尺度結(jié)構(gòu):神秘的暗物質(zhì)光環(huán),它不僅控制著星系的形成,而且還控制著整個(gè)宇宙本身的命運(yùn)。這些結(jié)構(gòu)的規(guī)模從最大的星系團(tuán)到最小的星系都有。與其他虛擬世界相比,Uchuu的一個(gè)大贏家是時(shí)間領(lǐng)域,當(dāng)中模擬了從宇宙大爆炸到現(xiàn)在幾乎整個(gè)138億年的物質(zhì)演變。這比地球生命首次從海洋上岸的時(shí)間長30多倍。
IAA-CSIC的博士生Julia F. Ereza使用Uchuu來研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu),她解釋了時(shí)間域的重要性:“Uchuu就像一臺時(shí)間機(jī)器:我們可以向前、向后和停止時(shí)間,我們可以'放大'一個(gè)星系或'縮小'整個(gè)星系團(tuán),我們可以看到宇宙從最早到現(xiàn)在的每一瞬間和每一個(gè)地方到底在發(fā)生什么,是研究宇宙的一個(gè)重要工具!
研究小組使用高性能的計(jì)算技術(shù),將Uchuu模擬中暗物質(zhì)光環(huán)的形成和演變的信息壓縮成一個(gè)100TB的目錄。由于位于安達(dá)盧西亞天體物理研究所(IAA-CSIC)、RedIRIS小組和加利西亞超級計(jì)算中心(CESGA)的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施skun6,這個(gè)目錄現(xiàn)在可以在云端以一種易于使用的格式提供給大家。未來發(fā)布的數(shù)據(jù)將包括虛擬星系的目錄和引力透鏡圖。
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