河南
4月23日，中国科学院国家天文台正式发布超大规模宇宙学模拟项目“千衍”(HyperMillennium)首批科学成果。由中国科学家领衔的国际研究团队，依托国产“东方”超级计算机，成功构建了一个尺度达120亿光年、使用约4.2万亿个暗物质粒子的高精度数字虚拟宇宙，完整再现了从宇宙大爆炸后至今138亿年的结构形成与演化历程，为人类探究暗物质、暗能量本质提供了前所未有的高精度“数字导引图”。
“千衍”模拟运用N体数值模拟技术，精准计算宇宙中暗物质粒子在引力作用下的聚集过程，完整输出100个宇宙演化阶段的暗物质分布快照。通过引入星系形成物理模型，生成模拟星系的图像、光度、能谱等观测属性，使这一“数字宇宙”成为真实宇宙的一面高保真镜像。研究团队以距地球约40亿光年的阿贝尔2744超星系团为检验对象，该星系团由多个星系剧烈碰撞并合而成，结构极端复杂。模拟结果表明，无论是成员星系的空间分布、数密度，还是光度与质量关系，“千衍”模拟均与詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)实测数据达到像素级高精度吻合。这一成果令人信服地证明，即便是面对高度非线性、极为复杂的极端天体环境，标准宇宙学模型依然能够精准描述宇宙物质分布与星系演化规律。
值得关注的是，该项目的科学负责人与通讯作者为高亮教授。高亮系河南三门峡人，长期致力于宇宙学大规模数值模拟研究，发现并命名了被天文学界列为两百年来重要概念的“暗晕组装偏袒效应”，在暗物质属性与宇宙结构形成领域作出系统贡献。他率领团队历经十余年攻关，自主研发数值模拟软件PhotoNs，并针对国产超算平台深度优化并行算法，成功实现上万张加速卡的长时间稳定高效运行，最终产出总量达13 PB的科研数据，充分彰显了我国在宇宙学与高性能计算交叉融合领域的硬核创新能力。
国际同行对此给与高度评价。德国马普天体物理研究所所长Volker Springel教授表示，“千衍模拟刷新了当前数值宇宙学的发展极限，其强大的统计能力使我们得以对标准宇宙学模型进行全新的高精度检验。”美国得克萨斯大学奥斯汀分校教授Mike Boylan-Kolchin则认为，“千衍”是一项“计算奇迹”，其前所未有的体积覆盖与质量分辨率，将有力推动人类从大规模宇宙巡天中破解基础物理核心难题。
相关研究成果已于近日在国际权威天文期刊《皇家天文学会月刊》(MNRAS)正式发表。项目首批数据后续将通过国家天文科学数据中心向全球科研界开放共享，为中国空间站巡天望远镜(CSST)、欧洲空间局“欧几里得”(Euclid)望远镜等国际旗舰巡天项目提供关键理论支撑，持续助力人类探索浩瀚宇宙的终极奥秘。
(信息来源：央视新闻、新华社、中国科学院国家天文台)
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