法國新發明的「迪烏斯」模型能演示宇宙進化史

  宇宙大爆炸，是描述宇宙誕生初始條件及其後續演化的宇宙學模型，這一模型得到了當今科學研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙學家通常所指的大爆炸觀點為：宇宙是在過去有限的時間之前，由一個密度極大且溫度極高的太初狀態演變而來的（根據2010年所得到的最佳的觀測結果，這些初始狀態大約存在發生於300億年至230億年前），並經過不斷的膨脹與繁衍到達今天的狀態。

  法國宇宙理論實驗室研究人員完成了迄今首個宇宙結構計算機模型——「迪烏斯：全宇宙運行」，模擬了全部可觀察到的宇宙從大爆炸到今天的結構演化過程。

  法國宇宙理論實驗室宇宙學小組的科學家經7年努力完成了該模型。該項目在法國國家大型計算中心的超級計算機CURIE上運行，追蹤了5500億個粒子的演化情況，模擬了從大爆炸到今天的全部可觀察的宇宙結構。首次演示只是整個項目的1/3，利用含有宇宙常數的標準模型，描述了跨度900億光年的宇宙中暗物質和星系的分佈。另外兩次預計在今年5月底進行，將集中演示宇宙暗能量的進化。這3次模擬將為今後觀察和繪製宇宙圖景提供重要支持，有助於進一步研究暗能量的性質及其在宇宙結構形成中的作用、暗物質和星系在宇宙中的分佈等。

  在建模過程中，研究人員發現了大量與宇宙物質分佈有關的重要性質。他們成功推測出質量是太陽100萬億倍的全部星系團的數量，目前約為1.44億個；還發現了宇宙在20億歲時形成的第一個這類星系團，以及可觀察宇宙中質量最大的星系團，是太陽質量的15×1015倍。利用這些數據，他們還推測出了暗物質密度在空間分佈上的變化，這些變化和宇宙微波背景輻射的變化來源相同，都源自大爆炸。

  對整個宇宙進化史的模擬是從今天開始的逆時旅行，一直返回到大爆炸之初，揭示初始等離子聲學振蕩在暗物質分佈上留下的印跡（即重子聲學振蕩，是由於聲波在早期宇宙中傳播而在一定尺度上形成的高密度區域或者重子物質的結團）。而且模擬是以全部可觀察宇宙的幾百萬分之一的比例進行，在精確度上也是前所未有的。

  研究人員指出，「迪烏斯」也代表了超級計算機發展的新階段，首次模擬大大超過以往許多國際合作項目在世界最大計算機上演示的宇宙模擬。CURIE裝備了92000多個CPU，每秒進行2000萬億次運算，是世界最強的五大計算機之一。整個項目將在CURIE的所有CPU上運行超過3000萬機時（相當於3500年）。計算中產生了超過150PB（相當於3000萬張DVD）的數據，由於研究人員開發出了一種先進的數據縮減處理方法，有用存儲數據的數量已被減少到了1PB。