宇宙大规模模拟?探索幽灵中微子的秘密?会很复杂很难吗

作者:小菜 更新时间:2022-08-08 点击数:
简介:你如何检验宇宙理论?通过建造巨大的超级计算机并模拟宇宙的演化。

一组日本科学家建立了有史以来最大的宇宙模

【菜科解读】

  你如何检验宇宙理论?通过建造巨大的超级计算机并模拟宇宙的演化。

一组日本科学家建立了有史以来最大的宇宙模拟,其中包括称为中微子的微小“幽灵”粒子。

为了探索物理学中最大的未解之谜之一,研究人员使用了多达 700 万个 CPU 内核来解决 3300 亿个粒子和 400 万亿个计算网格的演化问题。

宇宙大规模模拟 探索幽灵中微子的秘密 会很复杂很难吗.jpg

  迄今为止,宇宙中最重要的物质形式是暗物质。

我们不确定它是什么或由什么制成,但我们知道有很多。

它约占所有物质的 80%。

重子物质——构成恒星、行星和整个周期表丰富种类的物质,只占宇宙中所有物质的一小部分。

  暗物质构成了宇宙的支柱。

数十亿年前,宇宙中没有结构。

所有的物质——无论是黑暗的还是其他的——都平稳地分布着,一点也不块状。

不同地方的密度变化不大。

总的来说,这是一个非常无聊的宇宙。

  但随着时间的推移,宇宙变得更加有趣。

存在微小的密度差异,源于大爆炸初期的微观量子涨落。

密度稍高的地方重力稍大,暗物质开始聚集在一起。

随着这些早期结构的萌芽,它们吸引了更多的材料。

数十亿年来,这个过程清空了宇宙的广大区域——现在被称为宇宙空洞,将所有物质拉入一个由星团、墙壁和细丝组成的广泛网络。

  然后是中微子,几乎没有任何质量的极其微小的粒子。

事实上,它们只占宇宙总质量的不到 0.1%。

但是这些微小的粒子对结构的演化有着巨大的影响。

它们很快,能够以接近光速的速度行进。

这种令人难以置信的速度抑制了大型结构的形成,例如星系和星团。

  暗物质希望通过引力不断堆积,而中微子运动速度太快,无法在一个地方安定下来。

虽然中微子的质量很小,但它们仍然有一些质量。

它们可以利用引力对暗物质的行为产生微弱的影响,从而防止它像往常一样紧密地聚集在一起。

  换句话说,宇宙比没有中微子时要平滑一些。

宇宙.jpg

  寻找三种已知的中微子“味道”——电子中微子、μ子中微子和τ中微子——的质量是现代物理学中一个主要的未解决问题。

但具有讽刺意味的是,我们可以通过绘制宇宙中最大的结构来测量这些微小粒子的质量。

  为了理解暗物质的本质以及中微子在塑造宇宙演化中的作用,宇宙学家经常求助于计算机模拟。

如果你在模拟中稍微改变中微子的质量,它将改变中微子如何影响数十亿年的结构形成。

因此,通过测量这些相同的结构,您可以了解中微子的质量。

  这些模拟通常包含真实宇宙的一小部分,并从一组暗物质“粒子”开始,每个粒子代表一定数量的暗物质——例如,质量数百万倍的单个斑点的太阳。

然后模拟将这些粒子定位为它们在早期宇宙中的位置。

模拟跟踪这些粒子如何通过它们的相互引力演化,从而产生我们今天看到的巨大结构。

  这是一种近似技术,因为暗物质的真实行为由有限数量的粒子表示,但它对暗物质非常有效。

模拟中微子要困难得多,因为它们的速度太快了。

很难在模拟中跟踪他们的行为,因为他们可以在短时间内从模拟的一侧移动到另一侧。

因此,模拟无法跟上中微子的行为方式以及它们如何影响暗物质。

暗 物质.jpg

  所以也许我们不应该费心去尝试近似中微子的行为。

要正确跟踪中微子的演化并解释它们的快速行为,菜叶说说,需要求解一个极其复杂的方程。

然而,求解这个方程——以俄罗斯物理学家阿纳托利·弗拉索夫的名字命名的弗拉索夫方程——需要大量的计算资源。

  所以一个日本科学家团队就是这样做的:他们在 Fugaku 超级计算机上使用了 700 万个处理器来追踪暗物质的演化和中微子对结构形成的影响。

在同类模拟中,研究人员使用 3300 亿个粒子来表示暗物质,并使用 400 万亿个组件的计算网格来表示中微子。

  虽然它可能没有解开中微子质量的谜团,但模拟确实为更多类似的问题铺平了道路。

从本质上讲,这个模拟是一个概念验证,表明我们现在可以比以往任何时候都更准确地将中微子包括在模拟中。

有了这项新技术,未来的模拟将为了解中微子在宇宙中的作用打开一扇窗户,甚至可能会揭示解开它们质量的钥匙。

宇宙未解三大谜团,持续引发学界及大众热议

传言世界上有三大未解谜团,一是人体谜团,二是地球内核谜团,三是宇宙谜团客观来讲,本来这只是某领域的一家之言——毕竟人类的未解谜团岂止有这三个,但是抽其本质可以将其概括成起源谜团,地球结构谜团,以及宇宙演化谜团。

起源谜团起源谜团可以分成宇宙起源谜团以及人类起源谜团。

①关于宇宙起源,如果翻看现在的科学百科,一起来源于爱因斯坦的相对论横空出世,宇宙学得到了前所未有的进展,标准宇宙的模型被提出,宇宙一切的诞生源于138亿年前的大爆炸。

现在有三个强有力的证据,第1个力证是宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸的余温,并且现如今已经被科学家准确探测到,所以是确定性证据,第2个则是氦元素的丰度,这是宇宙大爆炸早期,关于粒子怎么形成的一条论断,现在也被证实,第3个则是宇宙膨胀,这是指天文学家哈勃在观察银河系以及其中行星时,他发现这一切都在远离我们,并且距离越远,远离的速度则越快,证明宇宙正在膨胀。

②人类起源谜团这三个证据证明了宇宙始于大爆炸,而生命起源的证据本来还没有找到。

但目前最能让人接受的理论应该是海底热泉口,这发生在距今大约4亿年之前,海底热泉口的氢离子定向移动来为自身提供能量,根据RNA世界假说理论,早期生命依靠的是RNA当作遗传物质,但是关于生命以及人类是怎么演变至今,科学界主流依旧是达尔文进化论,同时结合现在所有的DNA手段,科学家们进一步还原了物种进化的古代。

至于人类本身的起源,现在绝大部分重要依托化石当作证据,以及分子物种学的加持,人类旨在进行更长远研究,目前已知最准确的理论是人类属于灵长类物种,距今6,700万年前就已出现,同时躲过了第5次生命大灭绝。

宇宙浩瀚谜团宇宙又为什么是如此庞大,根据哈勃所观察到的理论,在短时间内宇宙就膨胀到了自身的1030次方倍,在距今4亿年之前暗能量占据了宇宙的主导,同时由于相反的力,它又使得宇宙开始加速膨胀,那么现在宇宙究竟是多大?根据主流观点来看,宇宙是无限大的,并且它在一直长大,而人类现今可观测到的一部分则是极小的宇宙。

地球结构谜团人类对于太阳的了解,本来远远多于对地球内部的了解,毕竟人类对于太阳的观测有很多种,观测的方式也有很多,比如日冕,光波等等,但是对于地球的内部结构,人们用挖也无法确定。

之前写过一篇文章,美国在上世纪只挖到8000多米就放弃了,苏联则是挖到了13,000米,这个孔在学界叫做克拉超声钻孔,但现在如今最深的钻孔也比克拉钻孔多了几十米而已,可是就算是如此深度,和地球半径进行比较,只有1/500而已。

这距离地心还有6000多公里,所以挖的办法是根本行不通的。

但好在地质学方面科学家们利用地震波,通过它在遇到不同中的物质时的变化来猜测地底结构。

现在高中地理教科书上的地质结构,本来就是来源于科学家们利用地震波监测而进行推导。

总结人类在生活以及探索层面有许多未解谜团,但人类也确实已经知道了许多,倘若能够解开更多的未解谜团,地球人或许会发现对于自然和宇宙了解的更少,因此科学技术的提高刻不容缓。

虚假记忆就是与真实记忆不一致自己骗自己

虚假记忆其实就是和真实记忆不一样,也是自己骗自己。

每一个人的记忆力都是有所不同,有的人在二三十岁应该还可以记着小时候四五岁的事情,甚至还可以将这些事情完完全全的讲述出来。

但是讲述出来的事情有可能和自己的真实经历有很大的出入,其实这也就是所谓的虚假记忆。

然而在生活中每个人都会拥有很大的虚假记忆,接下来详细了解一下。

虚假记忆是什么虚假记忆其实就是自己骗自己,和自己真实的记忆是不一样的。

虚假记忆已经引起了很多人的关注,很多人都会通过各种方式来研究虚假意义,然而有所谓的,专家就认为,大脑记忆当中自动形成了一种回忆,然而在生活中,每个人都有可能会出现虚假记忆这种情况。

有时候就会通过自己的叙述将事实扭曲,而且表述出来和自己真实经历一定有很大出入。

这也就是所谓的虚假记忆,这都是属于正常现象,每个人都会经历。

虚假记忆产生的原因其实曾经美国的相关人员就进行研究,针对于人的大脑进行了一系列的实验和猜测,之后就认为虚假记忆其实就是大脑当中负责记忆的一块区域,在短时间当中活动比较频繁,再加上活力很大,导致出现虚假记忆。

虚假记忆是正常现象很多人都觉得出现虚假记忆之后,是不是对自己的大脑就出现了问题,或者是自己身体某个部位发生了病变?但事实上并不是如此虚假,机遇在人体当中是很正常的现象也是很常见的,因为人的大脑记忆力是有限的,总是会莫名其妙的去遗忘一些东西。

然而在记忆的过程当中,总是会想起对自己有帮助或者是快乐的事情。

虽然有的人成年之后还会想起儿时的经历,但这些都只是模模糊糊的,并不能够完全的记忆下来。

加入收藏
Tag: 宇宙大神秘谜案
               

宇宙大规模模拟?探索幽灵中微子的秘密?会很复杂很难吗

点击下载文档

格式为doc格式

  • 账号登录
社交账号登录