科学家利用超级计算机探索暗物质

来自加州大学圣克鲁斯分校的研究团队,借助橡树岭国家实验室的巅峰超级计算机,运行了迄今为止最为详尽的宇宙模型之一,以探讨暗物质的特性。暗物质是...

加州研究人员利用ORNL超级计算机Summit研究暗物质

来自加州大学圣克鲁斯分校的研究团队,借助橡树岭国家实验室的巅峰超级计算机,运行了迄今为止最为详尽的宇宙模型之一,以探讨暗物质的特性。暗物质是一种假设的宇宙成分,尽管其存在的理论已提出90年,但至今仍然是一个未解之谜。

根据宇宙大爆炸理论中的λ -冷暗物质模型——这是许多天体物理学家认为能够合理解释宇宙现状的模型——宇宙中85%的物质是暗物质。然而,暗物质究竟是什么呢?

“我们知道宇宙中存在大量暗物质,但我们不清楚它的组成成分,也不知道它的粒子特性。我们只知道它的存在是由于其引力效应,”布鲁诺·维拉瑟诺表示,他是加州大学圣迭戈分校的前博士生,也是该研究团队论文的主要作者,该论文最近发表在《物理评论D》上。“如果我们能够限制暗物质的性质,那么我们就能排除一些可能的候选者。”

通过在美国能源部橡树岭国家实验室的Summit超级计算机上进行1000多个高分辨率流体动力学模拟,该团队模拟了莱曼-阿尔法森林,这是一系列吸收特征,形成于来自遥远类星体的光在到达地球时与物质相遇的过程中。这些宇宙气体以不同速度移动,具有不同的质量和范围,形成了吸收线的“森林”。

接着,研究人员模拟了具有不同暗物质特性的宇宙,这些特性影响了宇宙网的结构,并改变了莱曼-阿尔法森林的波动。研究小组将模拟结果与凯克天文台和欧洲南方天文台超大望远镜观测到的实际波动进行了比较,逐步消除了暗物质的影响,直到找到最接近的匹配。加州研究人员利用ORNL超级计算机Summit研究暗物质

因此,研究小组的结果与Lambda-CDM模型的主要观点相悖,该模型认为宇宙中的暗物质是冷暗物质,因而其缩写指的是暗物质的慢热速度,而非温度。相反,这项研究的最大前景表明了相反的假设:我们可能生活在一个由温暖暗物质构成的宇宙中,具有更快的热速度。

“Lambda-CDM为天文学和宇宙学领域的众多观测提供了成功的视角,但这一基础也出现了微小的裂缝。我们真正要做的是推动这些裂缝,看看这个基本基础是否存在问题。我们是否建立在坚实的基础之上?”项目负责人、加州大学圣迭戈分校天文学和天体物理系教授布兰特·罗伯逊说道。

除了可能颠覆一些关于暗物质和宇宙本身的长期假设外,UCSC项目还因其计算能力而脱颖而出。该团队利用最先进的模拟软件完成了一系列前所未有的全面模拟,这些模拟软件解释了宇宙网结构形成的物理原理,并充分利用了世界上最大的超级计算机的计算能力。

UCSC团队使用了一种名为Cholla的GPU优化流体力学代码,作为其在Summit上模拟的基础。该代码由匹兹堡大学物理与天文系助理教授埃文·施耐德开发,最初旨在帮助用户更好地理解宇宙气体如何随时间演变,充当流体动力学求解器。然而,UCSC团队需要更多的物理解算器来解决暗物质项目,因此维拉瑟诺在UCSC的博士论文中花了三年时间将其整合到Cholla中。

维拉瑟诺表示:“基本上,我必须通过添加一些物理学来扩展Cholla:引力物理学、暗物质物理学、宇宙膨胀物理学、气体化学性质的物理学以及氢和氦的化学性质。”“宇宙中的气体是如何被辐射加热的?这将如何影响气体的分布?这些物理学对于进行这些宇宙学流体动力学模拟是必不可少的。”加州研究人员利用ORNL超级计算机Summit研究暗物质

在这个过程中,维拉瑟诺组装了一个最完整的模拟代码来模拟宇宙。以往,天体物理学家通常必须选择在模拟中包含哪些参数。现在,结合Summit的计算能力,他们有了更多的物理参数可供使用。

罗伯逊表示:“布鲁诺完成了一件研究人员多年来一直想做的事情,实际上只有OLCF的超级计算机系统才能实现:以多种方式显著改变宇宙的物理性质。”“这是向前迈出的一大步——能够将物理学联系起来,并以一种可以直接与观测结果进行比较的方式做到这一点。”

“这在以前是不可能的。从计算挑战的角度来看,这是一个数量级,超出了以往的水平。”

施耐德建议维拉瑟诺扩展Cholla的工作,她认为他的补充将是“至关重要的”,因为她准备在新的百亿亿级前沿超级计算机上为Cholla进行自己的模拟,该超级计算机与Summit一起安置在OLCF中,OLCF是ORNL的能源部科学办公室用户设施。她正在通过前沿加速应用准备中心项目领导一个模拟银河系的项目,并将使用维拉瑟诺添加的一些解算器。

施耐德表示:“天体物理学软件与其他类型的软件非常不同,因为我认为从来没有任何一种终极版本,而这当然不是Cholla的情况。”“你可以把Cholla想象成一个多功能工具,因此我们在这个多功能工具中添加的部件越多,我们可以解决的问题就越多。如果我把最初的工具仅仅当作一把折刀,那么它就像布鲁诺加了一个螺丝刀——有一整类问题我们现在可以解决,而我们无法用最初的代码来解决。随着我们不断添加越来越多的功能,我们将能够解决越来越复杂的问题。”

本文来自作者[哀静]投稿,不代表暖雨阁立场,如若转载,请注明出处:https://wap.jggqq.cn/zsfx/202506-108.html

(5)

文章推荐

  • 内蒙赤峰巴林左旗疫情/赤峰市巴林左旗重大事件

    2022巴林左旗召庙今年开吗1、开。经巴林左旗疫情防控指挥部研究决定,自2022年4月12日24时起,恢复正常生产生活秩序,转入常态化防控阶段。召庙景区位于赤峰市巴林左旗林东镇以南20公里处,这里群山耸立,庙宇成群,古木丛生,龙泉溅玉,既有千年石窟古刹之深邃

    2025年07月05日
    0
  • 乌苏疫情最新情况(乌苏市最新情况)

    哈尔滨融创乐园的游乐项目有哪些1、军人(持有军官证、文职干部证、士官证、士兵证、武警警官证、消防官兵)可以享受优待票。游乐项目欢庆时光这里是整个乐园的狂欢高潮,有东北首台大型悬挂过山车快乐天使,360度急速旋转的疯狂钟摆、70公里发射时速的直上云霄,带来

    2025年07月05日
    0
  • 平遥疫情期间封控时间表最新/平遥的疫情

    山西省平遥古城加强疫情防控的通知为防止疫情输入,保障人民生命安全和健康,现就进一步加强平遥古城景区疫情常态化防控措施通知如下:自12月24日起,平遥古城仅保留上西门和小南门为旅游通道,其他旅游通道暂停使用。平遥古城景区(含双林寺、振国寺)暂时关闭,开放时间另

    2025年07月05日
    0
  • 河南南阳疫情期间银行不抽贷(疫情期间银行抽贷可以起诉吗)

    为度过此次疫情的难关,政府采取了哪些财政政策?一是积极落实对疫情防控重点保障企业贷款给予财政贴息支持政策。对2020年新增的疫情防控重点保障企业贷款,在人民银行专项再贷款支持金融机构提供优惠利率信贷的基础上,按企业实际贷款利率中央省财政给予贴息支持,贴息

    2025年07月05日
    0
  • 甘肃甘谷最新疫情报告(甘肃甘谷疫情最新数据消息)

    上海至甘谷列车指南上海至甘谷列车上海直达甘谷的列车一天有2趟,K376次是早上8点50分发出的,Z216次是21点06分发出的。T116次列车途经的站点依次为:上海站、苏州站、无锡站、常州站、南京站、蚌埠站、徐州站、商丘站、郑州站、洛阳站、西安站、杨陵站、宝

    2025年07月05日
    0
  • 遂溪疫情最新数据消息(遂溪疫情最新数据消息通知)

    遂溪县是中风险地区吗要做。遂溪县,隶属广东省湛江市。根据查询相关资料显示,截止到2022年9月30日,遂溪属于我国中风险地区,桂林市疫情防控政策规定,外省入桂林须主动出示健康码绿码、行程卡绿卡及48小时内核酸检测阴性证明,并提前完成报备,来自中高风险地区的旅

    2025年07月05日
    0
  • 兴化疫情最新通报公告(兴化最新消息)

    江苏省兴化市疫情最新消息封城了吗1、江苏省兴化市疫情最新消息没有封城。根据查询相关公开信息,自2022年12月初以来,中国开始实行疫情开放政策,所有场所不在需要核酸证明,也不再封城。从兴化陶庄到盱胎要核酸报告吗你好的现在来看肯定是不需要隔离的:国内的话基

    2025年07月05日
    0
  • 景泰疫情情况(景泰疫情最新数据消息)

    景泰疫情怎么卖菜不能卖。在景泰疫情期间,是静态管理的,居民封控管理,不能从事商业活动,需要闭业休息,而卖菜属于商业活动,是不允许的,所以不能卖菜。现将此15名阳性感染者活动轨迹通告如下:感染者:李某秀11月11--13日从家到洗洛镇花鹿村村部采核酸。11月1

    2025年07月05日
    0
  • 瓦房店疫情什么时候解封/瓦房店是疫区么

    瓦房店谢屯为什么封通过查询相关资料显示,瓦房店谢屯封的原因是防控。因为是自2022年8月27日22时起,除前进村外,谢屯镇全域解除管控;前进村管控措施由足不出户调整为足不出村,待29日全村核酸检测结果阴性后解除隔离管控;屯镇要继续按照疫情防控指挥部要求,做好

    2025年07月05日
    0
  • 无为县疫情最新消息(无为县最新疫情情况)

    现在从上海回安徽亳州涡阳需要报备吗?现在要从上海回安徽亳州,肯定是要报备的,因为上海是疫情区重灾。回来不但需要报备,而且要进行核算检测,同时要进行14天隔离。低风险地区,不需要隔离,仅仅需要核酸检测证明啦!但是如果是中高风险或者当地没有发布疫情解除的相

    2025年07月05日
    0

发表回复

本站作者后才能评论

评论列表(4条)

  • 哀静
    哀静 2025年06月16日

    我是暖雨阁的签约作者“哀静”!

  • 哀静
    哀静 2025年06月16日

    希望本篇文章《科学家利用超级计算机探索暗物质》能对你有所帮助!

  • 哀静
    哀静 2025年06月16日

    本站[暖雨阁]内容主要涵盖:国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育

  • 哀静
    哀静 2025年06月16日

    本文概览:来自加州大学圣克鲁斯分校的研究团队,借助橡树岭国家实验室的巅峰超级计算机,运行了迄今为止最为详尽的宇宙模型之一,以探讨暗物质的特性。暗物质是...