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发布日期：2026-06-04 12:36 点击次数：84
[环球时报报说念记者马俊]编者的话：苍劲无际的天地是奈何演化的、玄妙的暗物资到底发扬着什么作用……这些齐是目下天文规模的热点话题。念念要探索其中的奥密，除了传统的天文不雅测除外，天体裁家们越来越多地运转借助超等测度机的力量。近日，由中国科学院国度天文台牵头的国际团队面向民众顺利推出超大规模天地学模拟技俩——“千衍”技俩，它所获得的效果被国际同业奖饰为“测度遗迹”。该技俩将开展哪些前沿究诘？国产超算在其中又献艺了什么变装？《环球时报》记者就此采访了“千衍”技俩王乔究诘员。
创面前国际天地学模拟新记载
“千衍”技俩究诘员王乔告诉《环球时报》记者，面前国际天体裁的前沿究诘技能包括两个地点：一所以千里镜来驱动的传统天文不雅测，这就包括被称为“中国天眼”的500米口径球面射电千里镜（FAST）；二是连年兴起的依靠超等测度机对天地演化进行测度模拟，它需要相等精确和大规模的数据撑握。“千衍”技俩就属于这类，很是于在超算中复刻一个诬捏天地。
天地的造成与演化长期是东说念主类不懈探索的终极课题之一，从基础物理鸠合到面前精确天地学的期间大规模星系巡天不雅测，天地学数值模拟恰是解开这一谜题的中枢关节。“千衍”技俩依托国产自主软硬件，顺利完成民众最大规模天地学数值模拟，构建出面前最大规模诬捏天地，考证了主流天地学模子，展现了我国在天文模拟与高性能测度规模的顶尖实力。它的中枢挑战在于其前所未有的规模与精度——模拟在120亿光年的天地空间圭表上，使用4.2万亿个暗物禀赋点，精确测度了天地百亿年历史中大圭表结构的演化过程，输出上百个时刻层的天地快照信息，包含13PB（1PB很是于1024TB）原始数据与导出数据，创下面前国际天地学模拟的新记载，为东说念主类探索天地奥密提供了苍劲的“数字器具”。
王乔默示，具体来说，利用超算模拟天地的演化，就是从大爆炸之后的天地早期运转，通过测度天地中物资的引力作用一步一步精笃定量地重现天地结构在110亿年的演化过程。在此过程中，还要结合星系造成的物理模子，给出天地历史中可不雅测的多种枢纽类型的星系的位置、光度、性格等垂危信息，也就是模拟星系星表。这为暗物资、暗能量等前沿究诘提供表面撑握，同期也能为天文不雅测技俩的数据分析、纰谬评估提供垂危参考，为科研东说念主员提供了回溯天地历史的究诘设施。
“千衍”技俩的效果之一就是通过与真实不雅测数据比拟，考证了其测度终局的正确性与可靠性。该技俩首批发表的论文之一，就以著名星系团阿贝尔2744为样本，开展了与天文不雅测数据的比较究诘。这个距离地球约40亿光年的星系团，是由数个较小星系团碰撞交融造成的，其复杂结构为老师天地学模子提供了绝佳样本。在花样学初选以及改造不雅测遴荐场后，模拟终局与不雅测数据在像素级比较中，星统共密度、亮度和投影质料的调拆伙布特征高度吻合。
好意思国得克萨斯大学奥斯汀分校评释迈克·博伊兰-科尔钦评价说念：“面前，咱们正迈入一个全新期间——大规模天地巡天不雅测有望绝对更动东说念主类对暗能量、天地暴胀及中微子性质的领略。要竣事这一目标，就需要与之匹配的先进表面器具，而‘千衍’模拟就是这么一项测度遗迹，它将助力咱们从天地不雅测中破解基础物理的中枢奥密。该模拟领有前所未有的体积遮蔽范围与质料鉴识率，既能精确瞻望广阔相对常见星系在天地网中的散布规定，也能明晰呈现那些体积较小的模拟无法触及的、自身稀罕且极具究诘价值的天体性格。改日数年，该模拟齐将成为星系造成与天地学规模的标杆性效果。”
德国马普天体物理究诘所长处沃尔克·施普林格尔默示：“‘千衍’模拟刷新了面前数值天地学的发展极限。该团队顺利竣事这一超大规模、高精度的模拟，令我深感轰动。凭借其苍劲的统计才略，咱们得以对ΛCDM天地学模子进行全新的高精度老师，这关于该规模的发展至关垂危。”
向公众呈现“真实天地”
王乔默示，国际天体裁最前沿的“星际巡天”规模，就是通过大范围扫描天外，系统性地记录整个可见的星系，并按照类别进行统计与测度，进而从这些不雅测数据中反向推献艺天地学信息。通过将高精度诬捏天地与实践不雅测进行比较，“千衍”技俩将为究诘暗物资、暗能量等基础天地知识题提供垂危撑握，深刻对星系演化规定的领略。同期，模拟数据也将为中国空间站巡天千里镜（CSST）、欧洲空间局欧几里得空间千里镜（Euclid）等大型巡天技俩提供垂危的科学撑握。
看似魁岸上的天地学模拟，其实也与公众平淡糊口很靠近。王乔先容说，数值模拟的效果天然骨子上是玄虚的数据，但通过可视化处理，不错升沉为如电影般通顺、浪费视觉冲击力的图像，直不雅展示天地演化历程、大圭表结构以及垂危天体的造成过程，NINEGAME SPORTS2026世界杯中国官方网站呈现出一部完满的天地史。基于这一特色，“千衍”技俩已与北京天文馆、上海天文馆以及中国好意思术学院等多家机构开展联接，将数据升沉为影片、图像或艺术创作，用于科普宣传。这种面孔大概向公众直不雅、确实地呈现天地面庞——既有真实数据撑握，又具艺术感染力。因此，岂论从科普传播如故文化宣传角度看，齐具有积极好奇钦慕好奇钦慕。
依托国产系统开展前沿究诘
天地学数值模拟波及超大规模永劫刻的测度，频繁需要在大型以至顶级的测度机平台上完成，由此带来的本领挑战亦然测度天体物理与高性能测度交叉规模的垂危课题。王乔先容说，举例日本此前持久在天地模拟，特殊是N体模拟规模具备上风。2021年日本天地学模拟“天地”技俩（Uchuu），就是运行在那时日本排行靠前的ATERUI超算上完成的。据《环球时报》记者了解，“千衍”技俩的效果记号着我国天地学数值模拟从持久依赖海外测度资源，迈向依托国产自主系统开展前沿究诘的卓绝。
“千衍”技俩使用国度天文台团队自主开采的软件PhotoNs，依托国产超等测度机，十余年来握续开展针对算法、编程与优化的使命，并在国产超算中心竣事了上万张加快卡的永劫刻测度才略。其中，中科晨曦为“千衍”提供了枢纽的测度与存储撑握，在长周期、高强度的技俩运行中，踏实可靠地保险了超大规模暗物禀赋点引力演化的握续测度；面对模拟产生的PB级海量数据，晨曦存储系统也竣事了数据的高效读写、处理与持久安全保存。
但念念要作念到这一步，中国科学家也克服了诸多远程。王乔默示，要竣事远超以往规模的大规模天地学数值模拟，传统软件已无法胜任。团队起先尝试了国际上的闇练软件，但面对上万张加快卡的规模，发现这条路行欠亨。起先，硬件自身是全新的，需要在这套新架构上重新作念编程和开采；其次，有了新的超等测度机，传统算法也必须随之移动，而科学目标对精度的条目极高，必须极限压榨算力来知足需求。因此，从多个维度动身，他们险些重写了通盘过程，每个关节齐要再行策画和考证，挑战相等大。
在测度层面，如斯超大规模的运算，所濒临的中枢挑战是蚁集通讯与算力分派。即便领有超算集群，也难以保证整个缔造握续并诓骗命，部分测度资源常因恭候慢速关节而闲置，造成性能瓶颈。因此“千衍”技俩的科学家还需要识别并惩办这些瓶颈，使整个缔造充分、高效地运转。这是高性能测度中偏重底层本领与系统优化的问题。
在科学层面，“千衍”技俩相通存在显赫挑战。举例，团队需处理十几PB的数据，后续分析自身就极为复杂。实践数据产出耗时两年多，其中包含广阔细节要领，并需借助最新不雅测数据进行定标与握续鼎新。通盘过程处于动态演进之中。目下，团队正在准备第二期数据发布，将引入新的物理模子以生成更多数据，从而匹配面前已启动的第四代天地学星系巡天不雅测的条目。
王乔觉得，“千衍”技俩在一定进程上记号着一个垂危节点：中国在数字模拟规模信得过运转走向国际前沿。“不错说，这是一套全链条国产化的决策，并在该规模作念到了当先，具有显然的记号性好奇钦慕好奇钦慕。”
尊龙官方网站APP下载此外，王乔也提到将通盘“千衍”技俩依托国产自主系统开展前沿究诘的另一个公正。“唯有我方主导这个技俩，才智牺牲它的改日发展地点。咱们有了现在的框架之后NINEGAME SPORTS2026世界杯中国官方网站，不错依托它进一步丰富其内容，更自洽地完成从暗物资到发光星系之间演化的全过程推演，这是很垂危的。”
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