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標 題[摘錄]模擬最真實的宇宙演化
發信站銘傳築夢別境 (Fri Jun 10 22:07:52 2005)
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由英、德、日、加、美等國天文學家組成的Virgo小組(Virgo Consortium),首度
對外發表到目前為止,規模最大、最逼真的「宇宙誕生史」的電腦模擬結果,顯現
出宇宙結構形成、星系與類星體誕生的過程;將此模擬的結果與真實觀測結果相互
比對之後,將有助於天文學家瞭解星系或黑洞形成的真實物理過程。相關論文發表
在自然(Nature)期刊中。
這些天文學家稱之為「千禧模擬(Millennium Simulation)」的電腦演算,共利用
100億個物質粒子來追蹤模擬宇宙20億立方光年範圍內的物質分佈狀況。整個計算過
程,花了普朗克超級電腦中心(Max Planck Society's Supercomputing Centre)
一個多月的時間才算完,重建了將近2000萬個星系的演化史,偶爾還會看到超重黑
洞在類星體核心誕生。
目前以望遠鏡實際觀測到的微波背景輻射結果,已可直接拍攝到宇宙只有40萬歲時的
情景,此時的宇宙結構只有些微物質與輻射分佈不均勻所引起的漣漪;不過後來受到
重力影響,小漣漪逐漸轉為我們現在宇宙中可見的各種天體與大小尺度的結構。
而近年來宇宙論的研究又指出:我們現今宇宙中有70%為暗能量--一種使宇宙不斷膨
脹的神秘力量,有25%為暗物質--一種地球上尚未偵測到的全新粒子,只有約5%是我
們熟悉的普通物質--而其中絕大部分是氫與氦兩種元素。為求模擬的真實性,「千禧
模擬」已將這些狀況通通考慮在內。
模擬結果,呈現出那些當宇宙年齡僅有10億歲左右,遙遠類星體核心、質量高達數十
億倍太陽質量的超重黑洞,也可以經由物質聚集的過程逐漸成長;而其宿主星系在宇
宙誕生約幾億年時就已出現,而且往往成為現今宇宙中,最大的星系團中央、質量最
大的那些星系。而模擬結果也顯示:早期宇宙物質分佈的特性,至今仍殘留在星系分
佈情形中,因此若藉由精密的實際測量,便可瞭解整個宇宙的幾何形狀、膨脹的歷史
,甚至可找出暗能量的真實性質。
參考資料:PPARC News Release,, White Dwarfs in a Death Spiral, 2005.6.2
* 轉載自臺北天文館
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