一組天文學(xué)家利用計(jì)算機(jī)模擬創(chuàng)造了4000多個(gè)宇宙。
創(chuàng)造一個(gè) “宇宙 “既昂貴又困難，而且即使你設(shè)法扮演上帝，你也必須等待數(shù)十億年才能得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
宇宙學(xué)家的解決方案是使用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)來創(chuàng)建模擬，讓我們看到如果你嘗試改變一個(gè)宇宙的質(zhì)量會(huì)發(fā)生什么。麻煩的是，你很難弄清楚你可以模擬宇宙的哪些部分。創(chuàng)建一個(gè)可以與今天的望遠(yuǎn)鏡收集到的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的現(xiàn)實(shí)視圖，需要跟蹤在很大范圍內(nèi)發(fā)生的過程，從影響宇宙膨脹的力量到恒星形成云中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
這部分可以通過巧妙的編程來完成，但也需要使用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)–在CAMELS（利用機(jī)器學(xué)習(xí)模擬的宇宙學(xué)和天體物理學(xué)）項(xiàng)目中，在圣地亞哥有一臺(tái)被稱為 “Popeye-Simons “的大型超級(jí)計(jì)算機(jī)。通過它，CAMELS的研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了4233個(gè)宇宙模擬。
對(duì)于一些模擬，只遵循物質(zhì)在重力作用下運(yùn)動(dòng)的行為。
本質(zhì)上，這些是僅由暗物質(zhì)構(gòu)成的骨架宇宙–但對(duì)于超過一半的模擬，計(jì)算機(jī)也試圖遵循氣體和恒星的物理學(xué)。
模擬每個(gè)宇宙都是不同的，因?yàn)楦鞣N方法都被用來解決一個(gè)宇宙的物理學(xué)問題，每個(gè)問題都分別被塞進(jìn)一個(gè)可以在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的代碼中。但是一組關(guān)鍵的模擬改變了物理學(xué)，或者改變了宇宙模擬中的物質(zhì)密度，即它是如何聚集的，或者改變控制超新星與星系中心黑洞有關(guān)的活動(dòng)，是如何有效地將能量抽到周圍的參數(shù)信息。
計(jì)算機(jī)模擬宇宙圖像
由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生的地圖和模擬觀測(cè)，已經(jīng)被公開。這對(duì)于使用歐空局的歐幾里德望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的觀測(cè)將特別有用，該望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)將于2023年發(fā)射。
耐人尋味的是，該團(tuán)隊(duì)還花了很多時(shí)間使其虛擬宇宙能夠被機(jī)器學(xué)習(xí)算法所使用。這些算法可以用來模擬模擬器的工作，通過預(yù)測(cè)那些屬性介于已經(jīng)建模的宇宙可能是什么樣的，從而節(jié)省時(shí)間和金錢。
這為調(diào)查開辟了新的角度。
在模擬中，我們知道一個(gè)星系的真實(shí)質(zhì)量，因此該團(tuán)隊(duì)使用CAMELS數(shù)據(jù)來訓(xùn)練一種算法，該算法可以根據(jù)星系的屬性來預(yù)測(cè)其質(zhì)量。
通過在銀河系上轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)算法，研究小組可以從研究數(shù)以百萬計(jì)的人工等價(jià)物中找到一種新的方法來測(cè)量我們自己的、真實(shí)的銀河系的特性。從對(duì)一個(gè)星系的研究中了解我們可以對(duì)宇宙學(xué)、整個(gè)宇宙的行為說多少話的可能性是令人興奮的。以這種方式進(jìn)行的模擬不僅僅是對(duì)我們的觀測(cè)進(jìn)行檢查，而且還提出了我們使用望遠(yuǎn)鏡的新方法。
