【摘要】：宇宙尺度上物理過程的多樣性和高度非線性使數(shù)值模擬成為現(xiàn)代宇宙學必不可少的研究手段,它不僅可以細致追蹤宇宙結構的形成和演化歷史,同時也為觀測和理論模型的檢驗建立了一個橋梁.本文將總結計算宇宙學領域技術方法的最新發(fā)展,包括無碰撞粒子N體數(shù)值模擬技術,引入重子物理的計算流體方法.在此基礎上,我們將針對現(xiàn)代宇宙學的核心科學問題,簡要綜述數(shù)值模擬技術在面向下一代巡天觀測,尤其是暗物質和暗能量探測方面的實際應用.此外,我們選擇性地討論了數(shù)值模擬在第一代恒星和反饋作用、宇宙中的氣體吸積和恒星形成,以及高紅移星系盤的形成研究中所發(fā)揮的作用.因應下一代大規(guī)模巡天的開展和超級計算技術的快速進步,我們也展望了在未來十年計算宇宙學和相關科學可能取得的進展及發(fā)展趨勢.
[Abstract]:The diversity and high nonlinearity of physical processes on the cosmic scale make numerical simulation an indispensable research tool in modern cosmology. It can not only trace the history of the formation and evolution of the cosmic structure in detail. At the same time, it also establishes a bridge for observation and theoretical model test. This paper summarizes the latest development of computational cosmology techniques, including non-collision particle N-volume numerical simulation, and introduces the computational fluid method of baryon physics. On this basis, we will briefly review the practical application of numerical simulation technology to the next generation of sky survey observations, especially the detection of dark matter and dark energy, aiming at the core scientific problems of modern cosmology. In addition, we selectively discuss the role of numerical simulation in the study of the first generation of stars and feedback, gas accretion and star formation in the universe, and the formation of Gao Hong's plate. In response to the development of the next generation of large-scale sky surveys and the rapid progress of supercomputing technology, we also look forward to the possible progress and development trend of computational cosmology and related sciences in the next decade.
【作者單位】： 中國科學院紫金山天文臺;南京大學天文與空間科學學院;教育部現(xiàn)代天文與天體物理重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:11273060,91230115)
【分類號】：P159

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本文編號：2469016