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超級計算機提供了一套新的萊曼

發表于 2025-11-23 10:05:53 來源：桑間濮上網

TACC的Frontera超級計算機幫助天文學家開發了PRIYA，這是計算機提迄今為止由宇宙中大型結構組成的最大的流體動力學模擬套件。來自類星體光的供套上海外圍（外圍美女）外圍聯系方式（微信199-7144=9724）高端外圍預約快速安排30分鐘到達Lyman-α森林光譜和來自紅移z = 4的模擬的相應氣體密度和溫度的例子。頂部面板顯示高分辨率；底部面板顯示低分辨率，超級中間面板顯示萊曼-α森林光譜。計算機提信用:uux.cn/DOI: 10.48550/arXiv.2309.03943。供套
（神秘的超級地球uux.cn）據奧斯汀德克薩斯大學（喬治·薩拉扎）：像天上的燈塔一樣，遙遠的計算機提類星體發出宇宙中最明亮的光。它們發出的供套光比我們整個銀河系還多。光線來自被超大質量黑洞吞噬時被撕裂的超級物質。宇宙參數是計算機提天文學家用來追蹤大爆炸后數十億年整個宇宙演化的重要數值約束。
類星體的供套光揭示了宇宙大尺度結構的線索，因為它穿過大爆炸后不久形成的超級上海外圍（外圍美女）外圍聯系方式（微信199-7144=9724）高端外圍預約快速安排30分鐘到達巨大中性氫氣云，其規模為2000萬光年或更大。計算機提
利用類星體光數據，供套德克薩斯高級計算中心(TACC)的Frontera超級計算機幫助天文學家開發了PRIYA，這是迄今為止為模擬宇宙中的大規模結構而制作的最大的流體動力學模擬套件。
“我們已經創建了一個新的模擬模型來比較真實宇宙中存在的數據，”加州大學河濱分校天文學助理教授西蒙·伯德說。
Bird和他的同事開發了PRIYA，它從斯隆數字巡天(SDSS)的擴展重子振蕩光譜巡天(eBOSS)中獲取光學數據。他和他的同事在《宇宙學和天體粒子物理學雜志》(JCAP)上發表了他們的工作，宣布PRIYA年10月。
“我們將eBOSS數據與各種模擬模型進行比較，這些模型具有不同的宇宙學參數和不同的宇宙初始條件，例如不同的物質密度，”Bird解釋道。“你要找到效果最好的那個，以及在不破壞數據和模擬之間的合理一致的情況下，你能離那個有多遠。這些知識告訴我們宇宙中有多少物質，或者說宇宙中有多少結構。”
超級計算機提供了一套新的萊曼-α森林模擬來說明宇宙的大尺度結構

𝑧 = 2.2時的高保真可視化。20 × 20 Mpc/h管穿過整個120 Mpc/h箱。通過模擬盒的中心繪制視線(高分辨率:金色，低分辨率:藍色)，并可視化光譜。顏色表示氣體的密度，顏色越紅表示溫度越高。低保真度模擬顯示出與高保真度模擬相當好的融合。鳴謝:uux.cn/宇宙學和天體粒子物理學雜志(2023)。DOI:10.1088/1475-7516/2023/2037
PRIYA模擬套件與大規模宇宙學模擬相連，后者也是由Bird共同開發的，稱為ASTRID，用于研究星系形成、超大質量黑洞的合并以及宇宙歷史早期的再電離期。普麗婭更進一步。它采用ASTRID中發現的星系信息和黑洞形成規則，并改變初始條件。
“有了這些規則，我們可以采用我們開發的匹配星系和黑洞的模型，然后我們改變初始條件，并將其與萊曼？？？？“森林數據來自埃博斯的中性氫氣，”伯德說。
萊曼？？？？“森林”來自類星體光譜圖上密集吸收線的“森林”,這是由中性氫原子中能級之間的電子躍遷產生的。“森林”表明了巨大的星系間中性氫云的分布、密度和溫度。更重要的是，氣體的塊狀表明了暗物質的存在，這是一種假設的物質，但通過觀察它對星系的引力卻無法看到。
普里亞的模擬已被用于完善2023年9月提交給JCAP的工作中的宇宙學參數，該工作由Simeon Bird及其加州大學河濱分校的同事M.A. Fernandez和Ming-Feng Ho撰寫。
先前對中微子質量參數的分析與來自宇宙微波背景輻射(CMB)的數據不一致，CMB被描述為大爆炸的余輝。天文學家利用來自普朗克太空天文臺的CMB數據對中微子的質量進行嚴格的限制。
中微子是宇宙中最豐富的粒子，因此精確確定它們的質量值對于宇宙大尺度結構的宇宙學模型非常重要。
“我們用比以前規模更大、設計更好的模擬進行了新的分析。與普朗克CMB數據的早期差異消失了，取而代之的是另一種張力，類似于在其他低紅移大規模結構測量中看到的情況，”伯德說。“這項研究的主要結果是證實CMB測量和弱透鏡之間的σ8張力存在于210億年前的紅移中。”
“PRIYA研究中的一個約束良好的參數是σ8，它是800萬帕秒或260萬光年范圍內的中性氫氣結構的數量。這表明了漂浮在那里的暗物質團的數量，”伯德說。
另一個受約束的參數是ns，即標量光譜指數。這與暗物質的笨拙如何隨著被分析區域的大小而變化有關。它顯示了宇宙在大爆炸后瞬間膨脹的速度。
“標量光譜指數從一開始就設定了宇宙的行為方式。PRIYA的整個想法是解決宇宙的初始條件以及宇宙的高能物理如何表現，”Bird說。
伯德解釋說，普里亞的模擬需要超級計算機，只是因為它們太大了。
“PRIYA模擬的內存需求是如此之大，你不能把它們放在除了超級計算機之外的任何東西上，”Bird說。
Frontera上的PRIYA模擬是迄今為止最大的宇宙學模擬之一，需要超過100，000個核心小時來模擬一個由30723個(約290億)粒子組成的系統，該系統位于邊緣的一個120兆帕秒的“盒子”中，直徑約為391萬光年。PRIYA模擬在Frontera上消耗了超過600，000個節點小時。
“Frontera對這項研究非常重要，因為超級計算機需要足夠大，我們可以相當容易地運行其中一個模擬，我們需要運行許多模擬。沒有弗龍特拉這樣的東西，我們就無法解決它們。這并不是說要花很長時間——他們只是根本跑不起來，”伯德說。
此外，TACC的Ranch系統為PRIYA模擬數據提供了長期存儲。
“牧場很重要，因為現在我們可以把PRIYA重新用于其他項目。這將使我們的科學影響力增加一倍或兩倍，”伯德說。"
“我們對更多計算能力的渴望是無法滿足的，”伯德總結道。“我們坐在這個小星球上觀察宇宙的大部分，這太瘋狂了。”

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