一切都始于138亿年前的一场大“爆炸”，壮丽的宇宙就此诞生。
如今，美国麻省理工学院（MIT）、哈佛大学，以及德国马克斯·普朗克天体物理学研究所的科学家开发出一种新的模拟方法——Thesan（伊特鲁里亚神话中的黎明女神），以模拟“宇宙黎明”，特别是重建宇宙再电离过程，因为它涉及极其复杂、混乱的相互作用，包括重力、气体和辐射之间的相互作用。
相关研究近日发表于英国《皇家天文学会月刊》。
在大爆炸后的数亿年内，当物质在引力下聚集形成第一批恒星和星系时，宇宙觉醒了。第一批恒星发出的光把周围的气体变成了热的电离等离子体——一种被称为宇宙再电离的关键转变，这使宇宙拥有人们今天所看到的复杂结构。
Thesan将星系形成的真实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，从而以最细致以及比之前任何模拟都大的容量揭示了这些相互作用。
有了Thesan，研究人员可以模拟一个跨越3亿光年的宇宙立方体。他们在时间轴上向前运行模拟，追踪这个空间从“大爆炸”后约40万年开始，一直到最初的10亿年间，数十万个星系的首次出现和演化。
该团队通过精确测量“大爆炸”的遗留光线，设定了“大爆炸”后约40万年的初始条件。然后，他们利用世界上最大的超级计算机——SuperMUC-NG产生了宇宙再电离的详细视图。
到目前为止，这些模拟与天文学家对早期宇宙的少数观测一致，并且已经开始揭示某些过程，比如光在早期宇宙中可以传播多远，以及哪些星系负责再电离。
对这些模拟的初步分析表明，在宇宙再电离即将结束时，光能够传播的距离比科学家先前假设的要远得多。
此外，研究人员还发现了导致再电离的星系类型的线索。他们发现，星系的质量似乎会影响再电离过程。而韦布间望远镜和其他天文台进行的FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧观测将有助于确定这些主要星系。
“Thesan是通向早期宇宙的桥梁。”MIT卡夫利天体物理和空间研究所的Aaron Smith说，“它旨在为即将上线的观测设施提供理想的模拟，这些设施将从根本上改变我们对宇宙的理解。”
相关论文信息：https://doi.org/10.1093/mnras/stac713
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