公开世界最大规模的“模拟宇宙”——面向宇宙的大规模结构和银河形成的阐明——

通过“Uchuu”得到的现在宇宙中的暗物质分布。 图中的包围依次放大以该模拟形成的最大星团尺寸的光晕为中心的区域，最后的图相当于一边约0.5亿光年。 (积分:石山智明)原始尺寸( 6.7MB )、背景图像( 20.8MB )、左图像( 5.3MB )、中央图像( 1.5MB )、右图像( 1.1MB )、

通过对国立天文台的超级计算机“Atelli ii”的全部能力进行模拟，成功地制作了世界上最大规模的“模拟宇宙”。 这个模拟宇宙的数据以谁都可以使用的形式公开，有助于宇宙的构造形成和天体形成之谜的解开。 我们的宇宙有数千亿恒星集团组成的银河，银河数百群聚集的银河团，甚至该银河团之间形成了宇宙的大规模构造，形成了分层构造。 掌握这个宇宙结构形成关键的是暗物质。 已知暗物质是只有重力作用的神秘物质，约占这个宇宙质量的8成。 一般认为，从138亿年前宇宙诞生到现在，这种暗物质因重力聚集，在暗物质聚集的地方形成星星和银河，形成了现在宇宙的分层结构。 在这样的结构中，银河、银河中心存在的巨大黑洞这样的天体是如何产生的呢？ 现在正在使用国立天文台的昴望远镜等进行观测，以明确其诞生的历史。 为了从观测结果中引出宇宙构造形成的历史信息，有必要和基于物理理论制作的“模拟宇宙”进行比较。 要制造模拟宇宙，必须使用计算机模拟从宇宙诞生到现在的暗物质的重力相互作用。 但是，由于需要大量的计算资源，以目前为止的研究中使用的计算机能力，无法达到与观测进行比较所需的空间大小和精密度。 国立天文台从2018年开始运用的天文学专用超级计算机“Atelli ii”解决了这个问题。 这是以千叶大学的石山智明副教授为首，由西班牙、美国等9个国家的研究者组成的国际研究小组所得出的研究成果。 研究小组利用泰尔II搭载的40，200个全CPU内核，成功地模拟了世界上最大规模的宇宙结构形成。 这个被命名为“宇宙”的大规模模拟实验，用2.1兆体的粒子表示暗物质，通过计算作用于它们上的重力，详细描绘出了暗物质所产生的模拟宇宙的结构。 “Uchuu”实现了一边是96亿光年的空间广阔，一边是能够追踪从矮星系到巨大星团的8位数广泛质量的天体进化的精密程度。 虽然“Uchuu”的模拟数据整体长达3 Pb (1PETA为10的15次方)，但研究小组利用高性能计算技术大幅压缩了该数据，并以谁都可以方便使用的形式在网上公布。 是专门用于模拟宇宙中暗物质结构形成信息的约100 TB (1tera是10的12次方)的基础数据。 该数据被用于与昴星望远镜等进行的大规模天体观测的结果进行比较，期待着对宇宙大规模结构的进化、银河和巨大黑洞形成的解释研究方面有广泛的帮助。 本研究成果作为Ishi yama et al .“the UC Huu simulations:data release1and dark matter halo concentration s”刊登在英国的《皇家天文学会杂志》2021年9月号上