天體物理：模擬星系形成

物理/計算機科學

項目背景

2019年諾貝爾物理學獎花落三位天體物理學家，以表彰他們幫助人類更加深入地了解宇宙演化，探索系外行星世界，突破了人類對宇宙的認知邊界。近些年來，隨著大量的觀測數(shù)據(jù)變得可用，理論模型與超級計算機模擬逐步結合，宇宙學和星系形成研究正在迎來黃金時代。

星系形成模擬在宇宙學研究中扮演著至關重要的角色。使用計算機模擬技術，可以在超級計算機上模擬出宇宙的演進過程?？胺Q當今世界上最為詳細的星系形成模擬之一的“揭示計劃”（Illustris Project）成功地模擬出了宇宙中超過40000個星系。模擬結果與實際宇宙觀測情況存在驚人一致。

項目接軌世界前沿星系模擬理論和技術。學生將在項目主導師（“揭示計劃”的首席科學家和主要設計者）的指導下，完成星系模擬。

項目介紹

項目內容包括計算天體物理、宇宙學、星系物理、星系形成模擬方法等理論知識與案例實戰(zhàn)。學生將通過項目了解前沿星系形成理論、星系模擬理論和編碼，完成星系形成模擬。學生將在課程結束時提交項目報告，進行成果展示。

適合人群

高中生/大學生

物理、天文、數(shù)學等理科專業(yè)或者未來希望修讀相關專業(yè)的學生；對宇宙、天體物理充滿熱忱的學生；學生需要熟悉微積分、數(shù)值方法、概率論、古典力學知識、Python編程基礎

導師介紹

麻省理工學院終身教授

Mark導師為理論天體物理學家，現(xiàn)任麻省理工學院（MIT）物理系終身教授，曾獲素有“諾貝爾風向標”美譽的美國斯隆研究獎（Sloan Research Fellowship）、國際天文和天體物理界最具聲望的博士后獎勵Hubble Fellow，以及哈佛-史密松天體物理中心博士后研究獎金。導師的主要研究興趣包括星系結構和形成、暗物質物理和大規(guī)模流體動力學模擬。他是迄今為止最詳細的星系形成模擬之一揭示計劃（Illustrate Program）的主要設計者。

任職學校

麻省理工學院（MIT）創(chuàng)立于1861年，是世界著名私立研究型大學，在計算機科學方向享有盛譽，在2020年U.S.News世界大學排名綜排位列第二、計算機工程CE專排蟬聯(lián)首位。學校孕育了90位諾貝爾獎得主、59位美國國家科學獎章獲得者，以及75位麥克阿瑟獎獲得者。

項目大綱

計算天體物理概論：學生將在本周學習天體物理學中的數(shù)值模擬及科學計算的基礎知識與理論

宇宙學基礎：學生將在本周學習研究宇宙大尺度結構和演化的宇宙學理論知識

星系物理：學生將在本周學習以天體物理學和宇宙學的前沿領域：星系物理

早期宇宙物理：學生將在本周了解早期宇宙物理的觀點和流派

星系形成的模擬方法：學生將在本周學習最新星系形成模擬理論和方法

項目回顧與成果展示

論文輔導

時間安排與收獲

7周在線小組科研學習+5周論文輔導學習 共125課時

學術報告

優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結業(yè)證書

成績單