天河2號算出137億年前數(shù)據(jù):世界為之一震
國家超算廣州中心13日透露,由北京師范大學(xué)天文系教授張同杰領(lǐng)銜的宇宙中微子數(shù)值模擬團(tuán)隊,在“天河二號”超級計算機(jī)系統(tǒng)上成功完成了3萬億粒子數(shù)的宇宙中微子和暗物質(zhì)數(shù)值模擬,揭示了宇宙大爆炸1600萬年之后至今約137億年的漫長演化進(jìn)程。
有專家指出,這一研究成果為通過天文觀測手段研究宇宙中微子及其質(zhì)量打開了一扇新的大門,有望大大縮短人類探索宇宙起源與演化奧秘的時間進(jìn)程,對基礎(chǔ)科學(xué)、宇宙環(huán)境、地球生態(tài)、礦藏勘探等領(lǐng)域的科學(xué)研究將起到積極的推動作用。
中微子是自然界中最基本的粒子種類之一,不帶電,運(yùn)動速度快,目前的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)和宇宙學(xué)觀測都無法測定中微子的絕對質(zhì)量。
但中微子對宇宙早期星系和大尺度結(jié)構(gòu)的形成會產(chǎn)生微弱的抑制作用,后者可以通過大規(guī)模宇宙學(xué)數(shù)值模擬被間接“測量”,從中獲得中微子質(zhì)量信息。但這種大規(guī)模宇宙學(xué)數(shù)值模擬,必須依賴具有強(qiáng)大計算和存儲能力的超級計算機(jī)。
星系團(tuán)CI 0024+17中的暗物質(zhì)環(huán)(哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝后合成,NASA于2007年5月公布)
2013年底,國防科技大學(xué)研制的世界最快超級計算機(jī)“天河二號”在國家超算廣州中心投入運(yùn)行。由北京師范大學(xué)、國防科技大學(xué)、加拿大理論天體物理研究所、北京大學(xué)、中科院高能物理研究所聯(lián)合組成的宇宙中微子數(shù)值模擬團(tuán)隊,經(jīng)過一系列技術(shù)攻關(guān),在“天河二號”上成功進(jìn)行了3萬億粒子數(shù)中微子和暗物質(zhì)的宇宙學(xué)數(shù)值模擬。
張同杰(右一)領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊
據(jù)張同杰教授介紹,進(jìn)行多達(dá)3萬億粒子數(shù)中微子和暗物質(zhì)的宇宙學(xué)數(shù)值模擬,目前世界上只有“天河二號”能擔(dān)此重任。它好比一架像素極高的“超高速攝像機(jī)”,通過上述模擬還原出宇宙清晰而漫長的演化“視頻”,使宇宙大爆炸1600萬年之后至今約137億年的漫長演化過程得以“呈現(xiàn)”,為通過天文觀測手段測量中微子質(zhì)量帶來新的契機(jī)和希望。
張同杰:與更多人一起仰望星空
透過天文望遠(yuǎn)鏡,我們能夠清清楚楚地看見過去,甚至是宇宙誕生后50萬年的圖像。我們所看到的太陽實(shí)際上是8分鐘前的太陽。而在太陽系之外,銀河系之外,光要走幾十萬甚至幾百萬年才能到達(dá)我們這里。