科学家找到创造数百万个虚拟宇宙的方法

REFILE - REMOVING EXTRANEOUS WORD Residents gather to observe the sky with telescopes while attending an open-air astronomy class in the Samalayuca Desert, on the outskirts of Ciudad Juarez, Mexico, October 23, 2015. Locals broke the Guinness record with the largest number of participants in an astronomy lesson with 1168 people assisting, breaking the previous record held by Shire of Kalamunda in Australia with 1104 participants, according to local media. Picture taken October 23, 2015. REUTERS/Jose Luis Gonzalez TPX IMAGES OF THE DAY - GF20000030926
Galaxies use hydrogen gas to form stars.Image: REUTERS/Jose Luis Gonzalez
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科学家利用超级计算机模拟了以下事物的诞生与演化:800万个虚拟宇宙,每个宇宙都包含1200万个星系。在这一过程中,他们对我们真实身处的宇宙有了新发现。

星系利用氢气形成恒星,但有些星系即使仍有充足的氢气,也会停止形成新恒星。此前,科学家认为这与多种因素有关。

首先,他们认为,星系中心的超大质量黑洞可能释放了过多能量,使氢气无法冷却到足以形成恒星的温度;超新星爆发则让这场“烈焰”愈演愈烈。

暗物质也可能发挥作用:它对氢气的引力会使氢气温度升高。

“我们越往宇宙早期回溯,就越会预期暗物质密度越高,因此气体也会越来越热,”研究人员彼得·贝鲁齐在一份新闻稿中说。“这不利于恒星形成,所以我们原以为,早期宇宙中的许多星系早在很久以前就应该停止形成恒星了。”

然而,通过借助超级计算机进行的宇宙模拟,研究人员发现事实并非如此。他们在一项研究中详细介绍了这项工作,该研究发表于《皇家天文学会月刊》。

只有在调整模拟、允许早期星系在更长时间内持续高效形成恒星后,这些星系才演化出了与我们真实宇宙相似的虚拟宇宙。

“换句话说,我们不得不得出结论:早期星系形成恒星的效率比我们想象的更高,”贝鲁齐说。“这说明,超大质量黑洞和爆炸恒星产生的能量,抑制恒星形成的效果不如我们的理论所预测的那么强。”

这是首项能够准确模拟我们宇宙如此大范围区域的研究;但即便如此,模拟中的1200万个星系也只是天文学家认为实际宇宙中存在的超过1000亿个星系中的一小部分。

不过,超级计算机正变得越来越强大,科学家或许用不了多久就能模拟整个宇宙的诞生,并可能在此过程中解开更多宇宙之谜。

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