科学家推出用于模拟早期宇宙的 Lumina——《明镜周刊》

一个国际科学家团队推出了电脑模拟项目 Lumina，用于模拟大爆炸后最初20亿年。其规模是此前早期宇宙模拟的100倍，《明镜周刊》报道。研究结果发表在《皇家天文学会月报》期刊上。

模型如何运作

Lumina 再现了气体、暗物质和光之间的相互作用，以及恒星和星系形成的过程。按照天文学家的现代认识，大爆炸约40万年后，宇宙中的物质冷却到足以形成氢和氦，空间也变得对光透明。那个时期的辐射如今被探测为宇宙背景辐射。

随机涨落形成了更稠密的暗物质聚集区，暗物质约占宇宙质量的80%。氢和氦被这些聚集区吸引，这促进了首批恒星和星系的出现。与此同时，恒星和活动星系核的强烈辐射加热了周围气体，并抑制了星系形成。

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氢和氦的再电离

研究人员将这一阶段称为再电离：辐射将电子从氢和氦原子中剥离，使其变成离子。Lumina 成为首个不仅研究氢再电离、还研究氦再电离，并直接展示其对宇宙发展影响的模拟项目。

计算动用了位于橡树岭国家实验室的 Frontier 超级计算机的超过1.5万个图形处理器。科学家计划利用该模型研究氢和氦在星系之间的运动、大爆炸辐射对宇宙发展的影响，以及活跃恒星形成区域的演化。该模拟的大规模还能够再现已通过望远镜观测到、但此前未出现在电脑模型中的罕见天体。