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“前沿”超算實現最大規模宇宙天體物理模擬
2024-11-27 14:51:36 來源:科技日報 編輯:

據物理學家組織網25日報道,美國能源部阿貢國家實驗室科學家,利用橡樹嶺國家實驗室的“前沿”超級計算機,實現了迄今最大規模宇宙天體物理模擬。這為宇宙流體力學模擬設定了新基準,也為模擬原子物質和暗物質的物理特征奠定了堅實基礎。

“前沿”超級計算機模擬的一個小樣本,揭示了宇宙從數十億年前至今的演變歷程。

圖片來源:美國阿貢國家實驗室

此次模擬使用的程序名為“硬件/混合加速宇宙學代碼”(HACC)。這一成熟的宇宙模擬程序自15年前問世以來,便致力于研究宇宙暗區大規模結構的形成,包括暗能量、暗物質、中微子和原始漲落的起源等。

隨著美國E級計算項目(E級指每秒進行百億億次浮點運算)的推進,HACC也迎來重大升級,其在E級“前沿”超級計算機上展現了驚人的運行速度,比最初的參考運行速度快了近300倍。此次的新模擬更是通過使用約9000個“前沿”超級計算機的計算節點,實現了破紀錄的性能。

團隊表示,宇宙包含兩個組成部分:被認為只與引力相互作用的暗物質,以及普通物質。因此,如果科學家想要探究宇宙的奧秘,需要同時模擬兩大事物:引力以及包括熱氣體、恒星、黑洞和星系形成在內的其他物理學過程,這便是宇宙流體動力學模擬的核心所在。

然而,與模擬不斷膨脹的宇宙相比,宇宙流體動力學模擬的計算成本要高得多,難度也更大。以往,科學家無法模擬像智利魯賓天文臺等大型望遠鏡觀測到的、跨越數十億年時間的宇宙區域的流體動力學情況。但在最新研究中,他們在“前沿”超級計算機上實現了這一點。( 劉霞)

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