“虚拟宇宙”模拟暗能量与暗物质神秘角力,可重构数十亿年宇宙演化历程

时间:2026-05-09 08:29    来源:科技日报

国际天文学界发布迄今规模最大的“虚拟宇宙”数据集。由荷兰莱顿大学团队主导的FLAMINGO项目,首次在单一框架下实现对普通物质、暗物质与暗能量复杂相互作用的全流体力学模拟,可重构数十亿年宇宙演化历程。该项目生成的总数据量达2.5PB(拍字节),相当于50万部高清电影存储总和,其成果已提交至最新《天文学和计算》期刊。

蓝绿色条带状结构是宇宙中一个厚度为20兆秒差距的切片内的冷暗物质面密度。图片来源:美国太空网

FLAMINGO全称为“全流体力学大尺度结构全天映射模拟”,突破了以往宇宙模拟的尺度局限。传统模型往往难以兼顾宇宙网络宏观结构与星系内部物理过程,而该模拟在数十亿光年的范围内,同步呈现了从星系内气体湍流、恒星形成,到数亿光年尺度上星系团分布的完整链条。科学家得以在虚拟空间中观察物质如何从早期宇宙的微小密度涨落,逐渐汇聚成横跨宇宙的巨大纤维状“宇宙网”。

该数据集的核心价值在于衔接观测与理论。随着詹姆斯·韦布空间望远镜、欧几里得望远镜及鲁宾天文台LSST等项目推进,天文学正迎来高精度观测时代。FLAMINGO通过提供自洽的物理框架,可用于检验不同暗物质与暗能量模型,解析星系演化机制,并捕捉超大规模星系团等罕见天体现象。由于其模拟体积庞大,这类低概率事件在虚拟宇宙中得以显现,为巡天观测提供关键对照模板。

项目团队已将所有数据公开,供全球科研机构无偿使用。莱顿大学首席研究员指出,此类高保真模拟使科学家能在高度仿真的虚拟环境中反复调整参数、验证假说,大幅提升理论迭代效率。团队强调,开放数据是加速学科进展的关键举措。随着下一代天文观测数据激增,FLAMINGO及其后续项目将为破解宇宙起源、结构形成及暗能量本质等基础问题提供新路径。