歐洲空間局（ESA）下屬的歐幾里得聯(lián)盟近日宣布，其團隊成功完成了名為“旗艦二號”的宇宙模擬項目。這項成果被視為迄今為止最精細的宇宙數(shù)字模型，涵蓋了34億個虛擬星系，每個星系均被賦予超過400種物理屬性，為理解宇宙演化提供了前所未有的數(shù)據(jù)基礎。

該模擬的核心構建方式是通過追蹤4萬億個虛擬粒子的引力相互作用，再現(xiàn)了從宇宙大爆炸到當前階段的演化過程。研究團隊采用蘇黎世大學開發(fā)的定制算法，借助瑞士“Piz Daint”超級計算機進行計算，成功模擬出由暗物質(zhì)與可見物質(zhì)共同塑造的“宇宙網(wǎng)”——包括星系團、纖維狀結(jié)構和空洞等大尺度結(jié)構。這一技術突破使得科學家能夠首次在數(shù)字環(huán)境中精確復現(xiàn)宇宙的宏觀架構。

作為歐幾里得空間望遠鏡任務的關鍵組成部分，該項目直接服務于2023年7月發(fā)射的探測計劃。該望遠鏡預計用六年時間繪制三分之一天區(qū)的宇宙地圖，其核心科學目標為揭示暗物質(zhì)與暗能量的本質(zhì)。這兩種神秘力量被認為主導了宇宙的加速膨脹現(xiàn)象，但目前人類對其性質(zhì)仍知之甚少。

空間科學研究所研究員巴勃羅·福薩爾巴指出，此類大規(guī)模模擬對任務具有戰(zhàn)略意義。“它們相當于為歐幾里得望遠鏡的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供‘訓練場’，幫助我們驗證分析工具在面對海量觀測數(shù)據(jù)時的可靠性。”據(jù)介紹，望遠鏡每日將傳輸超過800GB的科學數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)處理能力構成巨大挑戰(zhàn)。

項目團隊在數(shù)據(jù)共享方面采取開創(chuàng)性舉措，通過CosmoHub平臺向全球科研界完全開放數(shù)據(jù)集。研究員豪爾赫·卡雷特羅強調(diào)，這一決策打破了傳統(tǒng)科研的數(shù)據(jù)壁壘：“現(xiàn)在任何研究者都能直接訪問PB級的高精度模擬數(shù)據(jù)，無需自建超級計算設施即可開展復雜宇宙學研究。”該平臺已吸引來自60多個國家的科研人員注冊使用。

技術層面，項目融合了高精度數(shù)值模擬、機器學習優(yōu)化算法與分布式計算技術。研究團隊特別開發(fā)了數(shù)據(jù)壓縮算法，將原本需要EB級存儲空間的數(shù)據(jù)集壓縮至PB級別，同時保證科學計算的精度不受影響。這種技術革新為未來大規(guī)模天文數(shù)據(jù)共享提供了可復制的解決方案。