中国科学院国家天文台近日宣布,由我国科学家主导的国际科研团队成功完成了一项具有里程碑意义的宇宙学模拟项目——“千衍”。该团队依托国产超级计算机,构建了一个与真实宇宙高度相似的数字模型,为探索宇宙演化规律提供了前所未有的研究工具。
据项目负责人王乔研究员介绍,这个数字宇宙通过4.2万亿个虚拟粒子,完整再现了宇宙从大爆炸至今百亿年的演化过程。研究团队历时十余年,自主开发了专用软件,针对国产超算架构进行了算法优化,最终生成了规模达13PB的模拟数据。该模型在空间精度和时间跨度上均达到国际领先水平,能够清晰呈现宇宙大尺度结构的形成过程。
基于这个数字宇宙,科研人员首次建立了包含各类星系特征的模拟星表。这份星表不仅记录了星系的空间分布和亮度信息,更为暗物质研究、宇宙膨胀模型验证等前沿课题提供了关键数据支撑。王乔表示:"数值模拟让我们能够系统比较不同宇宙学模型与观测结果的差异,这是验证理论正确性的重要途径。"
该项目的突破性意义在于实现了从硬件到软件的全面自主可控。研究团队打破了欧美国家在计算宇宙学领域的长期主导地位,构建了涵盖算法设计、科学验证的全链条研究体系。这个高精度模拟平台已向全球科研界开放,可为中国空间站巡天望远镜、欧洲"欧几里得"卫星等重大观测项目提供数值支撑。
除了科研应用,这个数字宇宙模型正在催生新的产业机遇。其提供的物理规律精确数据,可为影视动画制作提供科学依据,帮助创作者构建符合物理演化的虚拟场景。目前已有多个文创团队与科研组展开合作,计划开发基于真实宇宙数据的科普动画和科幻作品。王乔指出:"过去科普作品常因缺乏科学依据出现误差,现在我们可以提供经过严格验证的宇宙演化数据。"
在天文教育领域,该模型正在推动科普方式的革新。国家天文台已与多家科普机构合作,开发系列宇宙科普短片。这些作品通过可视化技术,将复杂的宇宙演化过程转化为直观影像,帮助公众理解星系形成、宇宙膨胀等抽象概念。相比传统科普片,新作品的数据精度和科学准确性得到显著提升。












