[环球时报报谈记者马俊]编者的话：广袤纷乱的天地是若何演化的、奥密的暗物资到底发扬着什么作用……这些皆是目下天文规模的热点话题。思要探索其中的深奥，除了传统的天文不雅测以外，天文体家们越来越多地开动借助超等计较机的力量。近日，由中国科学院国度天文台牵头的国际团队面向世界到手推出超大范畴天地学模拟容貌——“千衍”容貌，它所得回的后果被国际同业赞赏为“计较遗址”。该容貌将开展哪些前沿络续？国产超算在其中又饰演了什么脚色？《环球时报》记者就此采访了“千衍”容貌王乔络续员。

创现时国际天地学模拟新记录

“千衍”容貌络续员王乔告诉《环球时报》记者，现时国际天文体的前沿络续技巧包括两个地点：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）；二是频年兴起的依靠超等计较机对天地演化进行计较模拟，它需要相配精确和大范畴的数据扶助。“千衍”容貌就属于这类，格外于在超算中复刻一个捏造天地。

天地的造成与演化恒久是东谈主类不懈探索的终极课题之一，从基础物理链接到现时精确天地学的期间大范畴星系巡天不雅测，天地学数值模拟恰是解开这一谜题的中枢要害。“千衍”容貌依托国产自主软硬件，到手完成世界最大范畴天地学数值模拟，构建出现时最大范畴捏造天地，考证了主流天地学模子，展现了我国在天文模拟与高性能计较规模的顶尖实力。它的中枢挑战在于其前所未有的范畴与精度——模拟在120亿光年的天地空间圭臬上，使用4.2万亿个暗物天禀点，精确计较了天地百亿年历史中大圭臬结构的演化过程，输出上百个时刻层的天地快照信息，包含13PB（1PB格外于1024TB）原始数据与导出数据，创下现时国际天地学模拟的新记录，为东谈主类探索天地深奥提供了强劲的“数字用具”。

王乔暗意，具体来说，应用超算模拟天地的演化，就是从大爆炸之后的天地早期开动，通过计较天地中物资的引力作用一步一步精详情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要害类型的星系的位置、光度、本性等迫切信息，也就是模拟星系星表。这为暗物资、暗能量等前沿络续提供表面扶助，同期也能为天文不雅测容貌的数据分析、罪责评估提供迫切参考，为科研东谈主员提供了回溯天地历史的络续措施。

“千衍”容貌的后果之一就是通过与真实不雅测数据比较，考证了其计较落幕的正确性与可靠性。该容貌首批发表的论文之一，就以有名星系团阿贝尔2744为样本，开展了与天文不雅测数据的比较络续。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，其复杂结构为教练天地学模子提供了绝佳样本。在步地学初选以及矫正不雅测选择场后，模拟落幕与不雅测数据在像素级比较中，星统统密度、亮度和投影质料的斡旋散播特征高度吻合。

好意思国得克萨斯大学奥斯汀分校莳植迈克·博伊兰-科尔钦评价谈：“现时，咱们正迈入一个全新期间——大范畴天地巡天不雅测有望绝对篡改东谈主类对暗能量、天地暴胀及中微子性质的贯通。要罢了这一主见，就需要与之匹配的先进表面用具，而‘千衍’模拟就是这么一项计较遗址，它将助力咱们从天地不雅测中破解基础物理的中枢深奥。该模拟领有前所未有的体积遮蔽范围与质料划分率，既能精确预想大皆相对常见星系在天地网中的散播礼貌，也能明晰呈现那些体积较小的模拟无法触及的、本人珍摄且极具络续价值的天体本性。畴昔数年，该模拟皆将成为星系造成与天地学规模的标杆性后果。”

德国马普天体物理络续所长处沃尔克·施普林格尔暗意：“‘千衍’模拟刷新了现时数值天地学的发展极限。该团队到手罢了这一超大范畴、高精度的模拟，令我深感颤动。凭借其强劲的统计智商，咱们得以对ΛCDM天地学模子进行全新的高精度教练，这关于该规模的发展至关迫切。”

向公众呈现“真实天地”

王乔暗意，国际天文体最前沿的“星际巡天”规模，就是通过大范围扫描天外，系统性地记录统统可见的星系，并按照类别进行统计与计较，进而从这些不雅测数据中反向推献技天地学信息。通过将高精度捏造天地与践诺不雅测进行比较，“千衍”容貌将为络续暗物资、暗能量等基础天地知识题提供迫切扶助，深切对星系演化礼貌的贯通。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）等大型巡天容貌提供迫切的科学扶助。

看似肥硕上的天地学模拟，其实也与公众夙昔生涯很靠近。王乔先容说，数值模拟的后果天然内容上是空洞的数据，但通过可视化处理，不错转动为如电影般表露、宽裕视觉冲击力的图像，直不雅展示天地演化历程、大圭臬结构以及迫切天体的造成过程，kaiyun开云体育2026世界杯中国官网呈现出一部圆善的天地史。基于这一特质，“千衍”容貌已与北京天文馆、上海天文馆以及中国好意思术学院等多家机构开展诱骗，将数据转动为影片、图像或艺术创作，用于科普宣传。这种式样概况向公众直不雅、真的地呈现天地面庞——既有真实数据扶助，又具艺术感染力。因此，岂论从科普传播已经文化宣传角度看，皆具有积极意旨。

依托国产系统开展前沿络续

天地学数值模拟触及超大范畴万古刻的计较，时常需要在大型甚而顶级的计较机平台上完成，由此带来的技能挑战亦然计较天体物理与高性能计较交叉规模的迫切课题。王乔先容说，举例日本此前耐久在天地模拟，格外是N体模拟规模具备上风。2021年日本天地学模拟“天地”容貌（Uchuu），就是运行在那时日本名次靠前的ATERUI超算上完成的。据《环球时报》记者了解，“千衍”容貌的后果符号着我国天地学数值模拟从耐久依赖海外计较资源，迈向依托国产自主系统开展前沿络续的擢升。

“千衍”容貌使用国度天文台团队自主设备的软件PhotoNs，依托国产超等计较机，十余年来合手续开展针对算法、编程与优化的责任，并在国产超算中心罢了了上万张加快卡的万古刻计较智商。其中，中科朝阳为“千衍”提供了要害的计较与存储扶助，在长周期、高强度的容貌运行中，瓦解可靠地保险了超大范畴暗物天禀点引力演化的合手续计较；面对模拟产生的PB级海量数据，朝阳存储系统也罢了了数据的高效读写、处理与耐久安全保存。

但思要作念到这一步，中国科学家也克服了诸多发愤。王乔暗意，要罢了远超以往范畴的大范畴天地学数值模拟，传统软件已无法胜任。团队发轫尝试了国际上的练习软件，但面对上万张加快卡的范畴，发现这条路行欠亨。起初，硬件本人是全新的，需要在这套新架构上重新作念编程和设备；其次，有了新的超等计较机，传统算法也必须随之退换，而科学主见对精度的条款极高，必须极限压榨算力来知足需求。因此，从多个维度启程，他们简直重写了统统这个词经由，每个要害皆要再行野心和考证，挑战相配大。

在计较层面，如斯超大范畴的运算，所面对的中枢挑战是荟萃通讯与算力分派。即便领有超算集群，也难以保证统统树立合手续并行责任，部分计较资源常因恭候慢速要害而闲置，造成性能瓶颈。因此“千衍”容貌的科学家还需要识别并科罚这些瓶颈，使统统树立充分、高效地运转。这是高性能计较中偏重底层技能与系统优化的问题。

在科学层面，“千衍”容貌不异存在显贵挑战。举例，团队需处理十几PB的数据，后续分析本人就极为复杂。践诺数据产出耗时两年多，其中包含大皆细节要领，并需借助最新不雅测数据进行定标与合手续翻新。统统这个词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，从而匹配现时已启动的第四代天地学星系巡天不雅测的条款。

王乔觉得，“千衍”容貌在一定进程上符号着一个迫切节点：中国在数字模拟规模信得过开动走向国际前沿。“不错说，这是一套全链条国产化的决议，并在该规模作念到了最初，具有赫然的符号性意旨。”

此外kaiyun.com，王乔也提到将统统这个词“千衍”容貌依托国产自主系统开展前沿络续的另一个公正。“独一我方主导这个容貌，技艺末端它的畴昔发展地点。咱们有了现在的框架之后，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经由推演，这是很迫切的。”