實(shí)驗(yàn)示意圖。圖片來源：FLAMINGO團(tuán)隊(duì)

荷蘭萊頓大學(xué)科學(xué)家主導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了迄今已知最大規(guī)模的宇宙學(xué)計(jì)算機(jī)模擬，不僅跟蹤暗物質(zhì)，還跟蹤普通物質(zhì)（如行星、恒星和星系等），從而管窺宇宙是如何進(jìn)化的。相關(guān)3篇論文發(fā)表于最新一期英國《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。

名為FLAMINGO的模擬根據(jù)物理定律計(jì)算宇宙所有組成部分（普通物質(zhì)、暗物質(zhì)和暗能量）的演化。研究團(tuán)隊(duì)指出，為使這種模擬成為可能，他們開發(fā)了一種新的代碼SWIFT，它可有效地將計(jì)算工作分配給3萬個(gè)中央處理單元。

宇宙學(xué)理論認(rèn)為，宇宙的性質(zhì)由幾個(gè)被稱為“宇宙學(xué)參數(shù)”的數(shù)字設(shè)定。其中最簡(jiǎn)單的宇宙學(xué)理論囊括6個(gè)“宇宙學(xué)參數(shù)”，科學(xué)家可通過各種方式精確測(cè)量這些參數(shù)的值。

其中一種方法依賴宇宙微波背景輻射的特性，這是早期宇宙遺留下來的微弱余暉。但這種方法測(cè)得的宇宙學(xué)參數(shù)的值與其他依賴星系引力彎曲光線的方式（引力透鏡）測(cè)量的值不匹配。最新計(jì)算機(jī)模擬有望揭示造成這些值“緊張關(guān)系”的原因，它們可告知測(cè)量中可能存在的偏差（系統(tǒng)誤差）。

到目前為止，用于與觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較的計(jì)算機(jī)模擬只跟蹤暗物質(zhì)。研究人員表示，盡管暗物質(zhì)主導(dǎo)著引力，但普通物質(zhì)的貢獻(xiàn)不能再被忽視。普通物質(zhì)只占宇宙中所有物質(zhì)的16%，但其不僅能感受到重力，還能感受到氣體壓力，這會(huì)導(dǎo)致活躍的黑洞和超新星將物質(zhì)從星系內(nèi)吹出，進(jìn)入星際空間。在最新研究中，科學(xué)家使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法校準(zhǔn)了星系風(fēng)的影響。

模擬結(jié)果表明，中微子和普通物質(zhì)對(duì)于作出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)至關(guān)重要，但并不能消弭不同測(cè)量技術(shù)所得數(shù)值之間的“緊張關(guān)系”。中微子也很有可能在這種不匹配中發(fā)揮重要作用。

研究團(tuán)隊(duì)表示，通過將此類模擬與大規(guī)模結(jié)構(gòu)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，可測(cè)量宇宙學(xué)參數(shù)的值，以更好地揭示宇宙學(xué)的秘密。