中国科学家发布迄今最大虚拟宇宙模拟“千衍”

23日，中国科学家领衔的国际科研团队正式发布超大规模宇宙学模拟项目“千衍”的首批研究成果。这一迄今规模最大的虚拟宇宙由超级计算机构建，边长达到约120亿光年，追踪了约4.2万亿个暗物质粒子的运动轨迹。首次以超高精度描绘出宇宙百亿年来的结构演化全景，被学界誉为探索暗物质与暗能量奥秘的“数字导引图”。

“千衍”模拟从宇宙大爆炸后不久启动，通过计算物质之间的引力作用，逐步还原出暗物质如何聚集成暗晕以及庞大的宇宙纤维状网络。中国科学院国家天文台研究员王乔表示：“模拟不仅记录下100多个宇宙演化阶段的快照，还能借助星系形成模型生成虚拟星系的光度、颜色甚至模拟的观测图像。”

模拟技术的突破与应用

作为连接理论与观测的关键桥梁，“千衍”将为一系列重大科学问题的研究提供重要支撑。王乔指出，模拟数据将直接服务于中国空间站巡天望远镜、欧洲空间局欧几里得空间望远镜等国际大型巡天项目，帮助天文学家从海量观测信号中准确识别暗物质、暗能量对宇宙结构形成的影响。

国际同行对这项成果给予高度评价。美国德克萨斯大学奥斯汀分校麦克·博伊兰-科尔钦教授称，“千衍”是一项计算奇迹，认为其在模拟体积与质量分辨率的覆盖范围上前所未有，是星系形成和宇宙学研究领域的标志性成果。德国马普天体物理研究所所长沃尔克·斯普林格尔教授则表示，该模拟“重新定义了数值宇宙学所能达到的水平”，强大的统计效能使科学家能够对标准宇宙学模型展开新的高精度检验。

科学验证与未来研究方向

在具体科学验证方面，研究团队以距离地球约40亿光年的复杂并合星系团“阿贝尔2744”为例进行了比对。结果发现，即使该星系团内部动力学状态活跃、所在环境极端复杂，“千衍”基于标准宇宙学模型的模拟预测仍与詹姆斯·韦布空间望远镜的实际观测高度吻合。

相关研究论文已于近日在国际期刊《皇家天文学会月刊》上正式发表。这一成果不仅为当前的宇宙学理论提供了有力支持，也为未来的研究指明了方向。

展望未来：虚拟宇宙的潜力

“千衍”项目的成功不仅仅是技术上的突破，更是科学研究方法的一次革新。通过虚拟宇宙的构建，科学家们能够在“实验室”中模拟和验证宇宙的演化过程。这种方法为解决许多尚未解答的宇宙学问题提供了新的思路。

未来，随着计算能力的进一步提升和数据分析技术的进步，虚拟宇宙的应用范围将更加广泛。科学家们期待通过“千衍”这样的项目，揭示更多关于宇宙起源和演化的秘密。

这项研究的发布标志着中国在宇宙学研究领域的又一次重大突破，也为全球科学界提供了一个新的研究工具和平台。