環(huán)球觀察：超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬宇宙大碰撞結(jié)果：月球形成或僅用數(shù)小時(shí)而非千年

據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站10月5日?qǐng)?bào)道，月球是如何形成的？超級(jí)計(jì)算機(jī)可能剛剛找到答案。

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一項(xiàng)新研究表明，月球可能是在一次巨大撞擊把地球撞掉一大塊并將脫離的部分拋入太空后迅速形成的。

2006年12月27日，西安市新華中學(xué)學(xué)生在觀看月球儀。（新華社資料圖片）

報(bào)道說(shuō)，自上世紀(jì)70年代中期以來(lái)，天文學(xué)家們一直認(rèn)為，月球可能是由地球與一顆名為忒伊亞的火星大小的古老原行星相撞形成的：這次巨大的撞擊可能造就了一個(gè)龐大的碎片地帶，而該碎片地帶經(jīng)過(guò)數(shù)千年的時(shí)間慢慢形成了月球。

但是，一項(xiàng)基于超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果的新假設(shè)認(rèn)為，月球的形成或許根本不是一個(gè)緩慢、漸進(jìn)的過(guò)程，相反只花了短短幾小時(shí)。

科學(xué)家們10月4日在《天體物理學(xué)雜志通訊》上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

為了研究撞擊導(dǎo)致月球形成的各種可能的情形，新研究論文的作者們求助于一個(gè)名為“具有相互依賴(lài)細(xì)顆粒任務(wù)功能的光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)”的計(jì)算機(jī)程序。該程序?qū)ｉT(mén)用于精密地模擬對(duì)大量物質(zhì)起作用的復(fù)雜和不斷變化的引力和流體動(dòng)力網(wǎng)。要精確地做到這一點(diǎn)可不是簡(jiǎn)單的計(jì)算任務(wù)，于是科學(xué)家們用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)運(yùn)行這個(gè)程序。這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)就是英國(guó)杜倫大學(xué)名為“宇宙學(xué)機(jī)器”（COSMA）的系統(tǒng)。

報(bào)道稱(chēng)，通過(guò)利用COSMA對(duì)數(shù)百次角度、旋轉(zhuǎn)方式及速度各異的地球-忒伊亞撞擊進(jìn)行模擬，這些研究人員成功地以前所未有的分辨率為這次天體大碰撞的后果建模。這些模擬的分辨率由其所使用的顆粒數(shù)目決定。杜倫大學(xué)的計(jì)算宇宙學(xué)家雅各布·克格賴(lài)斯說(shuō)，對(duì)于巨大的撞擊來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)的模擬分辨率通常在10萬(wàn)到100萬(wàn)個(gè)顆粒之間，而在這項(xiàng)新研究中，他和研究伙伴們?cè)谀M過(guò)程中使用了多達(dá)1億個(gè)顆粒。

克格賴(lài)斯說(shuō)：“在采用較高分辨率的情況下，我們可以研究更多細(xì)節(jié)。”

這次分辨率較高的模擬顯示，月球是在幾小時(shí)內(nèi)由被拋出的地球碎塊和忒伊亞碎片形成的，這就提出了月球一次形成理論。該理論可以為月球的明顯特性——比如其寬闊且傾斜的運(yùn)行軌道、其部分熔化的內(nèi)核及薄薄的月殼——提供清晰、簡(jiǎn)潔的解釋。

來(lái)源：參考消息網(wǎng)

關(guān)鍵詞： 超級(jí)計(jì)算機(jī) 科學(xué)家們 所使用的 流體動(dòng)力學(xué) 模擬結(jié)果