2.5PB数据，相当于50万部高清电影！科学家用超级模拟重现宇宙138亿年演化

最近，天文学界又有大动作，由荷兰莱顿大学等团队主导的FLAMINGO项目，发布了迄今为止规模最庞大的宇宙学模拟数据集之一！

这个“虚拟宇宙”能从大爆炸后不久开始，一路演化到今天，帮助科学家精准追溯星系、星团和宇宙大尺度结构的形成过程。

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什么是FLAMINGO？

FLAMINGO全称是Full-hydro Large-scale structure simulations with All-sky Mapping（全流体力学大尺度结构全天映射模拟）。它不只是简单模拟暗物质，而是同时考虑了普通物质（气体、恒星）、暗物质和暗能量的复杂相互作用，在一个自洽的框架里运行。

FLAMINGO模拟的一个切片，来自一个数据量相当于 50 万部高清电影的数据集，揭示了浩瀚的宇宙网，其中的星系团被高亮标出。

图源：Schaye等人，2023 年

项目核心科学家、莱顿大学的Joop Schaye教授表示：“这些模拟让我们能够在广阔的空间范围内追踪宇宙结构的生长，同时还能精细刻画星系内部的复杂物理过程。”

以往的模拟往往只能侧重某一方面，要么尺度太大无法细看星系内部，要么尺度太小看不到宇宙整体网络。而FLAMINGO做到了大尺度 + 高精度物理的兼顾，这在目前是极为难得的。

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数据有多恐怖？

总数据量超过2.5PB（拍字节），约等于50万部高清电影； 模拟范围涵盖数十亿光年； 能同时呈现从星系内部湍流气体成星，到数亿光年尺度上星系团分布的全过程。

想象一下：你打开这个“虚拟宇宙”，可以像上帝视角一样观察物质如何从大爆炸后的微小涨落，逐渐汇聚成今天的宇宙网络（cosmic web），那张由星系和星团组成的巨大蛛网结构。

图中可见蓝绿色条带状结构，以及一个写着“100 Mpc”的白色方框。这是宇宙中一个厚度为20兆秒差距的切片内的冷暗物质面密度。1兆秒差距（Mpc）等于 100 万秒差距，而 1 秒差距约等于 3 光年。

图源：Schaye等人，2023 年

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为什么需要这么大的模拟？

现代天文望远镜（如詹姆斯·韦布、欧几里德、LSST等）正在以前所未有的精度观测宇宙。数据越来越精细，但如果没有足够强大的理论模型，我们就无法真正“读懂”这些观测。

FLAMINGO正是为了桥接观测与理论而生。它可以：

测试不同暗物质、暗能量模型； 研究星系如何形成和演化； 捕捉稀有极端天体（如超大质量星系团、亮类星体），因为模拟体积够大，这些“稀有事件”出现的概率更高； 为下一代巡天观测提供理论对照模板。

另一位作者Matthieu Schaller说：“开放如此大规模的数据集，能极大加速科学进展。我们希望全球研究者都能用它来探索新想法。”

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数据已公开！欢迎全球科学家“玩”

FLAMINGO团队非常慷慨，已将全部数据集公开开放。相关论文也已提交至《Astronomy & Computing》期刊，并可在arXiv预印本服务器上找到。

这代表着天文学研究范式的一次重要转变：科学家不再只依赖真实观测，还可以在高度逼真的“虚拟宇宙”里反复实验、调整参数、验证猜想，极大提升研究效率。

写在最后，从哈勃到韦布，我们的眼睛看得越来越远、越来越清楚；而FLAMINGO这样的超级模拟，正让我们的“大脑”跟得上眼睛的步伐。

宇宙138亿年的故事，正在这些冰冷的代码和海量数据里，一帧一帧地重演给我们看。未来，当更多前沿观测数据涌来时，FLAMINGO以及它的继任者们，将帮助我们解答那些最深奥的问题：宇宙如何诞生？星系如何演化？我们在其中的位置又是什么？

参考

[1]https://www.space.com/astronomy/scientists-created-one-of-the-largest-simulations-of-our-universe-ever-about-the-size-of-500-000-hd-movies

[2]https://arxiv.org/abs/2604.24324

[3]https://dataweb.cosma.dur.ac.uk:8443/flamingo/introduction.html