“虛擬宇宙”模擬暗能量與暗物質神秘角力

來源：科技日報

科技日報記者 張夢然

國際天文學界發布迄今規模最大的“虛擬宇宙”數據集。由荷蘭萊頓大學團隊主導的FLAMINGO項目，首次在單一框架下實現對普通物質、暗物質與暗能量復雜相互作用的全流體力學模擬，可重構數十億年宇宙演化歷程。該項目生成的總數據量達2.5PB（拍字節），相當于50萬部高清電影存儲總和，其成果已提交至最新《天文學和計算》期刊。

FLAMINGO全稱為“全流體力學大尺度結構全天映射模擬”，突破了以往宇宙模擬的尺度局限。傳統模型往往難以兼顧宇宙網絡宏觀結構與星系內部物理過程，而該模擬在數十億光年的范圍內，同步呈現了從星系內氣體湍流、恒星形成，到數億光年尺度上星系團分布的完整鏈條。科學家得以在虛擬空間中觀察物質如何從早期宇宙的微小密度漲落，逐漸匯聚成橫跨宇宙的巨大纖維狀“宇宙網”。

該數據集的核心價值在于銜接觀測與理論。隨著詹姆斯·韋布空間望遠鏡、歐幾里得望遠鏡及魯賓天文臺LSST等項目推進，天文學正迎來高精度觀測時代。FLAMINGO通過提供自洽的物理框架，可用于檢驗不同暗物質與暗能量模型，解析星系演化機制，并捕捉超大規模星系團等罕見天體現象。由于其模擬體積龐大，這類低概率事件在虛擬宇宙中得以顯現，為巡天觀測提供關鍵對照模板。

項目團隊已將所有數據公開，供全球科研機構無償使用。萊頓大學首席研究員指出，此類高保真模擬使科學家能在高度仿真的虛擬環境中反復調整參數、驗證假說，大幅提升理論迭代效率。團隊強調，開放數據是加速學科進展的關鍵舉措。隨著下一代天文觀測數據激增，FLAMINGO及其后續項目將為破解宇宙起源、結構形成及暗能量本質等基礎問題提供新路徑。

總編輯圈點

宇宙浩瀚無垠，天文學家幾乎不可能“身臨其境”地對其進行直接研究。因此，利用現有天文數據構建“虛擬宇宙”模型，成為破解這一難題的有效途徑。高度仿真的數據模型，就像為天文學家打造了一座功能強大的虛擬實驗室。在這里，他們可以追溯宇宙的演化歷程，也能模擬暗能量與暗物質的神秘角力。隨著天文觀測數據的爆炸式增長，未來的“虛擬宇宙”模型將變得愈發龐大和精準。它們將助力天文學家揭示全新的宇宙規律，成為加速天文發現不可或缺的重要工具。