宇宙的起源与演化一直是科学界探索的重大课题。近日，中国科学院国家天文台宣布了一项突破性成果——超大规模宇宙学模拟项目“千衍”正式发布。该项目通过超级计算机构建了一个覆盖边长约120亿光年宇宙空间的数字模型，利用约4.2万亿个暗物质粒子，精准追踪了暗物质在宇宙演化中的聚集过程，为人类理解宇宙结构形成提供了全新视角。
中国科学院国家天文台副台长赵公博介绍，尽管人类已拥有各类先进天文望远镜，但模拟虚拟宇宙的价值在于它能提供高精度的理论预测，并与实际观测数据进行对比验证。这种“数字宇宙”并非简单的想象，而是依托超级计算机的强大算力，通过复杂算法构建的与真实宇宙高度相似的数字化模型。研究团队将这一模型命名为“千衍”，寓意其能展现宇宙演化的万千变化。
“千衍”项目的核心突破在于其超大规模与高精度。研究团队表示，该模型完整还原了宇宙从早期到现今的100个演化阶段，相当于拍摄了一部宇宙“成长纪录片”。其中，对暗物质聚集过程的追踪尤为关键——暗物质虽不可见，却通过引力作用塑造了宇宙的大尺度结构。通过模拟，科学家得以“看到”真实宇宙中难以直接观测的现象，例如极端稀有天体的形成机制。
以距离地球约40亿光年的阿贝尔2744星系团为例，这一由多个星系团碰撞形成的复杂结构，是检验宇宙学模型的重要样本。研究团队从“千衍”模拟中筛选出与阿贝尔2744高度相似的星系团，并与詹姆斯·韦伯空间望远镜的实际观测结果对比，发现两者高度吻合。这一成果不仅验证了模拟的精度，也证明了其在研究极端天体方面的潜力。
支撑“千衍”运行的是中国科学院“东方”超级计算机。研究团队历时数年开发专用软件，并对国产超算平台进行深度优化，最终在4096个节点、1.6万张加速卡的支持下，历时约18天完成了这一前所未有的模拟。北京师范大学天文学系教授郭琦指出，该模型在模拟体积和质量分辨率上均达到国际领先水平，既能预测常见星系的分布，也能研究罕见天体的性质，为宇宙学研究开辟了新路径。
目前，“千衍”项目仍在持续优化。研究团队计划进一步提升模拟精度、扩大模拟范围，以深化对暗物质、暗能量本质的研究。同时，该模型也将为中国空间站巡天望远镜、欧洲空间局欧几里得空间望远镜等国际大型巡天项目提供关键科学支撑，助力人类探索宇宙的未知领域。
