物理科技生物学-PHYICA

理解“黑暗”ハンナ ヒルトン宇宙和原始星系的形成

天文学与空间 2022-05-14 00:01:06

由CEA 信用:CC0公共领域 可见物质只占宇宙总质量的16%

对其余物质的性质知之甚少,这些物质被称为暗物质

更令人惊讶的是,宇宙的总质量只占其能量的30%

剩下的是暗能量,这是完全未知的,但却是宇宙加速膨胀的原因

为了找到更多关于暗物质和暗能量的信息,天体物理学家使用大规模的宇宙调查或星系属性的详细研究

但是他们只能通过与暗物质和暗能量理论模型的预测相比较来解释他们的观察结果

但是这些模拟在超级计算机上需要数千万个计算小时

“极限地平线”合作项目能够在Joliot-Curie超级计算机上模拟宇宙结构从大爆炸后的最初几分钟到今天的演变,该计算机的计算能力为22pb(每秒22 x 1015次浮点运算)

在计算的每一步,处理的数值数据量超过3TB (1012字节),证明了使用新技术编写(具有自适应网格细化的RAMSES代码)和读取模拟数据的合理性

宇宙学:修正莱曼-α森林的数据 模拟的第一个结果与遥远宇宙的大结构解释有关:星系间氢云

天体物理学家通过测量类星体对光的吸收来探测这些,类星体由于吸积盘中存在吸引物质的超大质量黑洞而非常明亮

由于宇宙的膨胀,沿着视线的每一片云都会产生一条具有特定红移的吸收线(莱曼-α)

所有这些线条形成了一片茂密的森林,揭示了氢云的一维分布,因此也揭示了距离在100亿到120亿光年之间的物质的一维分布

然而,这些类星体和我们之间的许多黑洞向星系间介质排出了大量能量,改变了它的热状态和莱曼-α森林的性质

极限视界模拟中使用的物理模型详细描述了这种反馈,它使宇宙参数的估计偏差了几个百分点

计算出的修正系数将是至关重要的,特别是对于正在亚利桑那州(美国)进行的暗能量分光镜实验

S

),因为偏差可能超过5%,而目标精度为1%

像蜂巢一样形成的超致密大质量星系 极限地平线模拟在低密度区域的高分辨率意味着它能够描述星系的冷吸积气体和宇宙只有20到30亿年时超致密大质量星系的形成

这些非典型星系,最近在智利用阿尔玛(阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列)射电望远镜观测到,是由许多非常小的星系快速聚集而成的

由于极限地平线的非凡分辨率,只能识别这种“蜂巢”式的增长方式

约里奥-居里超级计算机的重大挑战 由阿托斯公司为GENCI(法国高性能计算中心)设计的Joliot-Curie超级计算机,基于阿托斯的BullSequana架构,在2020年达到了22pb的峰值计算能力

大挑战是在安装新的计算机分区后的大挑战期间进行的特殊模拟和计算

这三个月的时间为少数用户提供了一个独特的机会来访问机器的大部分资源

他们受益于TGCC和制造商团队的支持,在启动阶段共同努力优化计算机的运行

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