美国国家航空航天局的罗马太空望远镜任务从超级计算机中获得宇宙“偷窥”

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（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（Ashley Balzer）：研究人员正在深入人造宇宙，以帮助我们更好地了解真实的宇宙。利用美国能源部位于伊利诺伊州的阿贡国家实验室的超级计算机，科学家们创建了近400万张模拟图像，描绘了美国国家航空航天局的南希·格雷斯·罗马太空望远镜和由美国国家科学基金会和美国能源部联合资助的维拉·C·鲁宾天文台将在智利看到的宇宙。

北卡罗来纳州达勒姆杜克大学物理学副教授Michael Troxel领导了这场模拟活动，这是一个名为OpenUniverse的更广泛项目的一部分。该团队现在正在发布这些数据的10 TB子集，剩下的390 TB将在今年秋天处理完毕后发布。

“使用阿贡现已退役的Theta机器，我们在大约9天内完成了在你的笔记本电脑上花费大约300年的任务，”宇宙学家、阿贡高能物理部副主任卡特琳·海特曼说，他负责管理该项目的超级计算机时间。“这些结果将影响罗曼和鲁宾未来照亮暗物质和暗能量的尝试，同时为其他科学家提供他们将能够使用望远镜数据探索的事物类型的预览。”

这张图突出了美国国家航空航天局的南希·格雷斯·罗马太空望远镜在2027年5月发射时可能看到的新模拟的一部分。背景跨度约为0.11平方度（大致相当于满月覆盖的天空面积的一半），不到Roman在一张快照中看到的面积的一半。插图放大到一个小300倍的区域，以罗曼的全分辨率展示了一片明亮的合成星系。拥有这样一个逼真的模拟有助于科学家研究宇宙图像背后的物理学——包括像这样的合成图像和未来的真实图像。研究人员将把这些观测结果用于许多类型的科学，包括测试我们对宇宙起源、进化和最终命运的理解。来源：uux.cn/C.平田和K.曹（OSU）与美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

宇宙服装排练

这一模拟首次将望远镜的仪器性能考虑在内，使其成为迄今为止最准确的宇宙预览，因为Roman和Rubin将在开始观测后看到它。鲁宾号将于2025年开始运行，美国国家航空航天局的罗曼号将于2027年5月发射。

模拟的精度很重要，因为科学家们将梳理天文台未来的数据，寻找微小的特征，帮助他们解开宇宙学中最大的谜团。

罗曼和鲁宾都将探索暗能量——一种被认为加速宇宙膨胀的神秘力量。由于它在管理宇宙中发挥着重要作用，科学家们渴望了解更多关于它的信息。像OpenUniverse这样的模拟可以帮助他们了解每种仪器在图像上留下的特征，并制定出数据处理方法，以便他们能够正确地解译未来的数据。然后，即使是微弱的信号，科学家们也将能够做出重大发现。

位于加利福尼亚州门洛帕克的美国能源部SLAC国家加速器实验室的科学家Jim Chiang帮助创建了模拟，他说：“OpenUniverse让我们校准了对使用这些望远镜可以发现什么的期望。”。“这让我们有机会练习我们的处理管道，更好地理解我们的分析代码，并准确地解释结果，这样我们就可以准备在真正的数据开始输入后立即使用它。”

然后，他们将继续使用模拟来探索物理和仪器效应，这些效应可以重现天文台在宇宙中看到的景象。

这张照片展示了阿贡领导计算设施现已退役的Theta超级计算机。科学家们使用超级计算机来模拟他们在现实生活中无法进行的实验，比如从头开始创建新的宇宙。来源：uux.cn阿贡国家实验室

伸缩式团队合作

这需要来自多个组织的一个庞大而有才华的团队来进行如此巨大的模拟。

“世界上很少有人有足够的技能来运行这些模拟，”位于南加州的美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）的研究科学家、OpenUniverse的首席研究员Alina Kiessling说。“多亏了美国能源部、阿贡、SLAC和美国国家航空航天局之间的合作，这项庞大的任务才得以实现，他们汇集了所有合适的资源和专家。”

一旦罗曼和鲁宾开始观测宇宙，该项目将进一步推进。

Kiessling说：“我们将利用观测结果使我们的模拟更加准确。”。“这将使我们对宇宙随时间的演变有更深入的了解，并帮助我们更好地理解最终塑造宇宙的宇宙学。”

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