不過，如何做這種模擬的，包括學(xué)到了什么。“我們所發(fā)現(xiàn)宇宙的驚異情況，宇宙絕大部分都是由看不見的物質(zhì)構(gòu)成，有70%是暗能量組成，其實(shí)冷暗物質(zhì)是我80年代提出的。冷暗物質(zhì)是我們宇宙的腳手架，它們構(gòu)成了宇宙的大結(jié)構(gòu)。我們平時(shí)的可見物質(zhì)只有0.5%的比例，設(shè)想我們整個(gè)宇宙由暗能量構(gòu)成的浩瀚的汪洋，這片汪洋上面，我們所看到的只是一些大船。這些東西都是由重物質(zhì)構(gòu)成的，有氧氣、碳、化合物等等，氫氣只是一小的部分。”他介紹說道。
   
這個(gè)理論是基于兩點(diǎn)，一個(gè)是暗物質(zhì)，一個(gè)是暗能量，簡稱雙暗理論。這個(gè)理論做了非常詳實(shí)的預(yù)測(cè)，如果你把整個(gè)宇宙的輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，大家看這個(gè)圓球，輻射是有很多的特性，在每一度里面都有很多的物質(zhì)。他強(qiáng)調(diào)說：“我們所預(yù)測(cè)的是角度性的能量。這些是我們空間觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，我們?cè)诒睒O還有兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。結(jié)果這些探測(cè)得到的數(shù)據(jù)證實(shí)了暗能量存在。通過宇宙大爆炸的輻射，我們模擬預(yù)測(cè)掉了，同時(shí)能夠預(yù)測(cè)到所有的宇宙不同能級(jí)方面的不同情況。”
   
這個(gè)白色的曲線是我們預(yù)測(cè)出來的，其他都是實(shí)際觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，就是星系的分布，輻射的數(shù)據(jù)，星系的輻射情況等等。我們所指出的一點(diǎn)，我們做出的預(yù)測(cè)和實(shí)際觀察到的物質(zhì)分布狀況是十分的吻合。也就是說天文觀測(cè)代表了什么呢？產(chǎn)生的只是瞬時(shí)的圖像快照。我們理論學(xué)者做的工作就是制作電影，我們要把這些快照連起來，形成融會(huì)貫通的理論。宇宙暗物質(zhì)，我們發(fā)現(xiàn)了有很多的環(huán)，首先告訴大家宇宙暗物質(zhì)的模擬，然后講星系構(gòu)成的流體動(dòng)力學(xué)模擬。
   
銀河有多么的廣闊，這是我們星系的數(shù)據(jù)，而這里都是銀河的暗物質(zhì)環(huán)。根據(jù)理論我們是在這里，有一些衛(wèi)星星系在這個(gè)里面。我們的星系在整個(gè)銀河里面處于什么樣的位置呢？大家想象一下，我們?cè)诳匆粋€(gè)大尺度10億光年，只是其中渺小的一點(diǎn)。Joel Primack介紹了可視化模擬，這是世界上做過最大分辨率的模擬宇宙，通過用美國國家航空航天局的超級(jí)計(jì)算機(jī)完成工作的，我們做了大量的數(shù)據(jù)。這是一個(gè)可視化的過程，但只是一小部分的模擬。大家看到的是一個(gè)暗物質(zhì)環(huán)，大家看到白色的都是暗物質(zhì)，這個(gè)環(huán)有很多的星云團(tuán)構(gòu)成，很多大的、小的。大家看這個(gè)星系在這個(gè)長條上面進(jìn)行分布，當(dāng)這個(gè)長條進(jìn)行交錯(cuò)的時(shí)候，我們看到了星系的團(tuán)塊，整個(gè)宇宙就是這樣的。我們把模擬和觀測(cè)的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了比照，真的是這樣的?，F(xiàn)在我們讓大家看三維立體的圖像，大家可以看到宇宙是什么樣子的，我們星系是什么樣子的。幾年前這個(gè)視頻在美國的國家地理頻道上播放了。
   
現(xiàn)在我們研究宇宙的演化，怎么樣演化呢？我們拍了很多的快照，把這些存儲(chǔ)起來，就需要海量的存儲(chǔ)，在每張快照里面，我們把每個(gè)暗物質(zhì)環(huán)找出來，我們看這些暗無物質(zhì)環(huán)怎么形成和合并，最后合并到這當(dāng)中的暗物質(zhì)環(huán)，形成一個(gè)大的環(huán)。這個(gè)大物質(zhì)環(huán)形成了一個(gè)星系團(tuán)。
   
每個(gè)這樣的小點(diǎn)都是一個(gè)星系，這向大家展示了星系是如何形成的，之后又不斷的形成團(tuán)，形成團(tuán)塊，使得在星系周圍存在大量的暗物質(zhì)環(huán)。我們?cè)诖竽M做很多這樣的分析。這個(gè)模擬比較簡單，但是具體的分析觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較是最費(fèi)勁的工作。這是我們做的一個(gè)模擬，當(dāng)中這些參數(shù)是一樣的，我們看到的是40億光年的星系。

大家看到左面這張圖的暗物質(zhì)，我們具體把這個(gè)星系點(diǎn)上去，大家可以看到星系具體是怎么樣分布的。左面是真正觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，右邊是我們通過宇宙模擬做出來的，大家可以看到在數(shù)據(jù)學(xué)上它們非常相似。我們必須對(duì)它們做數(shù)據(jù)學(xué)的分析和比照。怎么樣做比較呢？我們現(xiàn)在有一個(gè)螺旋型的星系，大家可以看到銀河有兩大衛(wèi)星系，像我們這樣大的一個(gè)星系多久會(huì)出現(xiàn)這樣的衛(wèi)星系呢？我們對(duì)于這個(gè)理論進(jìn)行了模擬，同時(shí)把它和多年的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。比較的結(jié)果是什么呢？這是我們所做的事情，左面是真正的宇宙和星系，右面是我們做的模擬，大家可以看到兩者是非常的吻合。這是對(duì)于整體數(shù)據(jù)的總結(jié)。“我們發(fā)現(xiàn)大概60%的情況下面一般的星系是沒有衛(wèi)星的，10%的時(shí)候有三個(gè)衛(wèi)星系。黑點(diǎn)是觀測(cè)數(shù)據(jù)，紅點(diǎn)是模擬出來的，大家可以看到最后又是非常的吻合。”

另外，Joel Primack也展示了一下對(duì)于星系做的流體動(dòng)力學(xué)模擬。我們現(xiàn)在要跟蹤這些氮?dú)?、氦氣等等。這里可以看到星系是如何形成的，很多的氣體延著纖長的這一條聚集起來。“下一張幻燈片展示的是什么呢？這個(gè)有顏色的部分是星系，現(xiàn)在星系不多，剛剛開始形成。現(xiàn)在看到其他的星系從它周圍飛馳而過，大家可以看到這是一個(gè)螺旋形的星系。這是我們做的一個(gè)星系的模擬，這是大尺度推進(jìn)到星系本身，一個(gè)是正面拍，一個(gè)是側(cè)面拍。如果我們從望遠(yuǎn)鏡里面看星系，這張是正面的照片，那張是側(cè)面的照片。大家可以看到真正的宇宙是左面的這張和我們模擬出來的非常的相似。我們每個(gè)月從太空獲得數(shù)據(jù)，不斷將這些數(shù)據(jù)和我們模擬出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行比照。”

Joel Primack是理論學(xué)者，他要理解不同的照片的合并和分散等。用了模擬進(jìn)行，但是必須要把每個(gè)恒星演變的情況考慮進(jìn)去，因?yàn)樾切菚?huì)不斷的變大，同時(shí)釋放出很多的重物質(zhì)。最后發(fā)現(xiàn)很多重物質(zhì)是星辰，是不吸收光線的，必須考慮星辰對(duì)于光線的吸收。就用納斯達(dá)超級(jí)計(jì)算機(jī)，Joel Primack和學(xué)生一起做了一個(gè)研究。他們做出來的正面星系情況，這是側(cè)向的。大家可以看到所有藍(lán)色的光已經(jīng)被吸收了，大家可以看到這個(gè)藍(lán)色的光譜被減弱了，這些能量再重新經(jīng)過輻射。所以每個(gè)印象從不同的方向拍和時(shí)間拍，存儲(chǔ)進(jìn)去就是不同的模擬，Joel Primack都是做這樣的分析。當(dāng)然這需要很強(qiáng)大的計(jì)算功能。
   
我們通過哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的印象，有帶星辰和不帶星辰的。將帶有星辰的模擬和實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行比照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非常的相似。這是兩個(gè)不同的波長，用哈勃望遠(yuǎn)鏡不同的攝像機(jī)拍的。模擬出來的宇宙和看上去非常的相似，必須要看海量的例子，看是不是這樣。Joel Primack最后表示，相信隨著計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)方面的不斷突飛猛進(jìn)，將令我們的研究不斷的受益。
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aming

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