天文学家发佈早期宇宙模拟影片：从黑暗时代到第一道曙光

天文学家发佈早期宇宙模拟影片，它看起来像萤火虫在黑暗中闪烁，慢慢地，越来越多，大块大块地点亮屏幕。这不是关于昆虫的视频，而是对早期宇宙的模拟。 大爆炸之后的一段时间，宇宙从一个完全黑暗的地方转变为一个光彩照人的环境。

该模拟影片由美国哈佛-史密松天体物理中心（Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics）、美国麻省理工学院和德国马克斯·普朗克天体物理研究所（Max Planck Institute for Astrophysics）共同建立。成果代表在模拟第一个星系形成和再电离过程方面取得的巨大进步，这个过程中，太空中的中性氢原子转化为带正电，使光在整个宇宙中传播。

称为再电离时代的模拟时期发生在大约一百三十亿年前，难以模拟重建的原因是，它涉及极其複杂、混乱的相互作用，包括重力、气体和辐射或光之间的相互作用。大多数天文学家做实验的唯一方法是使用电上。研究人员利用基本的物理方程和控制理论模型来模拟早期宇宙中发生的事情。

研究团队此次模拟任务以伊特鲁里亚（Etruscan）黎明女神（Thesan）命名，分析早期宇宙中的相互作用，内容是至今最详细，涵盖体积最大，为早期星系的特性以及来自这些星系的光如何影响气体提供前所未有的细节。

该团队将真实的星系形成模型与跟踪光与气体相互作用的新算法以及宇宙尘埃模型相结合，进行了对早期宇宙的模拟。 借助“黎明女神”，他们可模拟跨越三亿光年的宇宙的一部分。运行该模拟程序，能及时跟踪和可视化太空内数十万个星系的首次出现和演化，从大爆炸后约四十万年开始，直至最初的十亿年。

这些模拟是使用世界上最大的超级电脑耗时三千万中央处理器小时建立。如果用普通电脑完成相同的模拟需要三千五百多年时间。

研究团队解释说，创建这些模拟是为韦伯太空望远镜的观测做准备，而真实的望远镜观测数据很快将与“黎明女神”模拟进行比较。

【图：美国哈佛-史密松天体物理中心；文：节录自科学网页；新闻资讯由林景明提供】

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