[全新一季]天體物理：模擬星系形成 (牛津/劍橋 國際課程科研專案：課程30)

★本文介紹的是單堂課程內容，想了解『牛津/劍橋 國際課程科研專案』整體如何運作，請至這篇文章：『牛津劍橋國際科研專案詳解』

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瞭解宇宙演化，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，隨著大量的觀測資料變得可用，理論模型與超級電腦類比逐步結合，宇宙學和星系形成研究正在迎來黃金時代。

2星系形成模擬在宇宙學研究中扮演著至關重要的角色。使用電腦類比技術，可以在超級電腦上類比出宇宙的演進過程。堪稱當今世界上最為詳細的星系形成模擬之一的“揭示計畫”（Illustris Project）成功地模擬出了宇宙中超過40000個星系。類比結果與實際宇宙觀測情況存在驚人一致。

2專案接軌世界前沿星系模擬理論和技術。學生將在專案主導師（“揭示計畫”的首席科學家和主要設計者）的指導下，完成星系模擬。

專案內容包括計算天體物理、宇宙學、星系物理、星系形成類比方法等理論知識與案例實戰。學生將通過項目瞭解前沿星系形成理論、星系類比理論和編碼，完成星系形成類比。學生將在課程結束時提交專案報告，進行成果展示。

》高中生、大學生
》物理、天文、數學等理科專業或者未來希望修讀相關專業的學生；對宇宙、天體物理充滿熱忱的學生
》學生需要熟悉微積分、數值方法、概率論、古典力學知識

劍橋大學（University of Cambridge；勳銜：Cantab），是一所世界頂尖的公立研究型大學，採用書院聯邦制，坐落於英國劍橋。其與牛津大學並稱為牛劍，與牛津大學、倫敦大學學院、帝國理工學院、倫敦政治經濟學院同屬“G5超級精英大學”。劍橋大學是英語世界中第二古老的大學，前身是一個于1209年成立的學者協會。

八百多年的校史彙聚了牛頓、開爾文、麥克斯韋、玻爾、玻恩、狄拉克、奧本海默、霍金、達爾文、沃森、克裡克、馬爾薩斯、馬歇爾、凱恩斯、圖靈、懷爾斯、華羅庚等科學巨匠，彌爾頓、拜倫、丁尼生、培根、羅素、維特根斯坦等文哲大師，克倫威爾、尼赫魯、李光耀等政治人物以及羅伯特·沃波爾（首任）在內的15位英國首相。截止2019年10月，共有120位諾貝爾獎得主（世界第二）、11位菲爾茲獎得主（世界第六）、7點陣圖靈獎得主（世界第八）曾在此學習或工作。

劍橋大學在眾多領域擁有崇高的學術地位及廣泛的影響力，被公認為當今世界最頂尖的高等教育機構之一。劍橋大學是英國羅素大學集團、金三角名校及劍橋大學醫療夥伴聯盟的一員，衍育了科技聚集地“矽沼(Silicon Fen)”。學校共設八座文理博物館，並有館藏逾1500萬冊的圖書館系統及全球最古老的出版社——劍橋大學出版社。

2019-20年度，劍橋大學位居泰晤士高等教育世界大學排名世界第3、QS世界大學排名世界第7、US News世界大學排名世界第9、世界大學學術排名世界第3，泰晤士高等教育世界大學聲譽排名世界第4。

• 計算天體物理概論：學生將在本周學習天體物理學中的數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
• 早期宇宙物理：學生將在本周瞭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
• 專案回顧與成果展示
• 論文輔導和發表

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