由中国科学家主导的国际科研团队近日宣布，其主导的超大规模宇宙学数值模拟项目“千衍”取得突破性进展。该项目通过构建包含数万亿暗物质粒子的虚拟宇宙，首次实现了对百亿年尺度下宇宙结构演化的高精度复现，为探索暗物质、暗能量等宇宙学核心问题提供了全新研究范式。
研究团队在边长120亿光年的立方体空间内，运用4.2万亿个暗物质粒子构建模拟体系，成功追踪了从宇宙大爆炸至今的物质聚集过程。中国科学院国家天文台高亮研究员指出，传统天文观测只能捕捉宇宙演化的瞬间切片，而数值模拟首次实现了对全时段演化过程的动态复现。项目生成的100个演化阶段数据集，相当于为宇宙绘制了精确的"数字地图"，其分辨率较前代研究提升两个数量级。
针对"为何需要模拟宇宙"的疑问，项目核心成员赵公博研究员解释称，数值模拟相当于为真实宇宙建立"对照实验"。当观测到未知天体现象时，科研人员可将已知物理规律输入计算机模型，通过对比模拟结果与实际观测数据，既能验证现有理论的准确性，也能发现潜在的新物理规律。这种研究方法有效解决了传统观测研究难以追溯历史过程的局限。
国际同行对该成果给予高度评价。美国德克萨斯大学Mike Boylan-Kolchin教授认为，"千衍"项目在模拟规模与分辨率的平衡上达到新高度，其预测的星系分布模式与稀有天体性质，将为下一代空间望远镜（如中国CSST、欧空局Euclid）提供关键理论支撑。研究显示，该模型能准确复现阿贝尔2744星系团等极端天体的形成过程，验证了ΛCDM标准宇宙学模型的可靠性。
在技术实现层面，项目团队自主研发的PhotoNs软件突破了多项计算瓶颈。该软件针对国产超算平台优化后，可在上万张GPU加速卡上实现持续数月的稳定运算。这种软硬件协同创新模式，为开展更大规模的宇宙模拟奠定了技术基础。目前，模拟生成的星系光谱、颜色分布等数据已开放共享，全球200余个科研机构正在利用这些数据开展交叉研究。
相关研究成果已发表于《皇家天文学会月刊》，首篇论文聚焦极端天体模拟能力验证。研究团队透露，后续将扩展模拟体积至300亿光年，并引入星系形成反馈机制等复杂物理过程，进一步提升模型的现实解释力。这项持续十年的科研项目，标志着我国在宇宙学数值模拟领域进入世界领先行列。
