完整还原138亿年宇宙演化过程 中国科学家造了个数字虚拟宇宙

4月23日，中国科学院国家天文台发布宇宙学模拟项目“千衍”。由中国科学家领衔的国际团队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、研究宇宙的历史演化提供了一份高精度数字导引图谱。

所谓数字虚拟宇宙，是指科研人员依托超级计算机的强大算力，构建出的一个与真实宇宙十分相似的数字化宇宙。这个数字化宇宙完整还原了宇宙从诞生至今百亿年间的演化过程，每个阶段的样貌以数字模型的形式完整地再现出来。

中国科学院国家天文台王乔研究员介绍，在宇宙大爆炸以后，宇宙从一个非常均匀的状态，逐渐形成类似于网状的结构。在“千衍”模拟中，科研团队使用4.2万亿个虚拟的粒子，在宇宙138亿年的时间长度上，描述了整个宇宙结构形成以及演化的过程。

借助星系形成物理模型，“千衍”可提供星系的图像、能谱等重要信息。通过高精度虚拟宇宙与实测观测对比，将助力破解暗物质、暗能量本质难题，深化对星系演化规律的认知。同时，模拟数据也将为中国空间站巡天望远镜（CSST）、欧洲空间局“欧几里得”（Euclid）等国际旗舰观测项目提供重要的科学支撑。

据了解，在这项长达十余年的研究工作中，我国科研团队使用自主开发的软件，针对国产超级计算机进行了算法、编程等方面的优化，最终产出总量达13 PB的科研数据，充分展现了我国在计算宇宙学和高性能计算领域的创新能力，助力全世界宇宙学研究迈入高精度时代。