宇宙如何膨胀演化 最新程序模拟宇宙结构形成

　　科学家们宣称，一项基于爱因斯坦广义相对论原理的新手段将可以帮助我们以前所未有的精度对宇宙演化开展研究

　　示意图：双中子星系统产生的引力波涟漪。研究人员表示，这项全新模拟程序提供了一种新的手段，能够帮助我们对宇宙膨胀和演化开展研究，并在一个全新层面上对相对论进行检验

　　北京时间3月10日消息，据英国《每日邮报》报道，近日，科学家们宣称，一项基于爱因斯坦广义相对论原理的新手段将可以帮助我们以前所未有的精度对宇宙演化开展研究。

　　这种名为“gevolution”的数值模拟程序是由瑞士日内瓦大学的研究人员开发的，将时空的转动与引力波等相关因素均考虑在内。这类模拟程序能够帮助天文学家们以更高的精度研究宇宙如何膨胀，并且科学家们相信有朝一日它将帮助我们揭开神秘的宇宙暗能量之谜。

　　众所周知，我们所在的宇宙处于加速膨胀的状态，科学家们一直希望能够理解这一反直觉的现象。根据目前的研究意见，一般认为是宇宙中暗能量的存在驱动了宇宙的加速膨胀过程，这类神秘的能量形式占据了整个宇宙总体的70%以上，其余宇宙中剩下的组成部分则包括暗物质以及极少量的常规物质。

　　先前针对宇宙结构形成的研究主要集中于对牛顿经典引力学说的数值模拟。在这样的模拟程序中，空间本身是静止的，不变的。这种模拟程序在对低速运动物体进行研究时是精确的，然而如果物体的运动速度是高速的，那么其计算精度将会不断下降。更加致命的是，这类模型都没有将暗能量的涨落考虑在内。

　　针对这样的情况，以瑞士日内瓦大学科学部理论物理系的鲁斯·杜勒(Ruth Durrer)为首的一批研究人员研发了一款最新的程序，能够被用于对宇宙结构形成过程的模拟。

　　根据爱因斯坦的广义相对论，这款名为“gevolution”的程序能够模拟一个动态，处于不断变化的时空。

　　研究组对一个立方体形状的空间区域进行了分析，其被划分为600亿个小区域，每个区域中含有一个粒子。随后他们将每一个区域与一个星系的各个部分进行对应。借助设在卢加诺(Lugano)的瑞士超级计算中心的帮助下，这种做法让他们能够观察在不同区域间粒子的运动状况。

　　根据爱因斯坦的方程，研究组能够计算两个星系之间的距离和时间关系。一旦gevolution得到运算结果，研究组便能够将其与传统的，根据牛顿物理学得到的结果进行比较。

　　在这一模拟计算过程中，科学家们将首次对衡量时空弹性的参考系拖拽(frame-dragging)以及经由宇宙大尺度结构形成过程中产生的引力波效应的相关参数进行测量。在此之前的所有类似模拟工作中，这两项参数从未被测量过。

　　研究人员表示，这项全新模拟程序提供了一种新的手段，能够帮助我们对宇宙膨胀和演化开展研究，并在一个全新层面上对相对论进行检验，并且或许有朝一日将帮助人类最终揭开神秘的暗能量之谜。