科学家利用超级计算机模拟了以下事物的诞生与演化:800万个虚拟宇宙,每个宇宙都包含1200万个星系。在这一过程中,他们对我们真实身处的宇宙有了新发现。
星系利用氢气形成恒星,但有些星系即使仍有充足的氢气,也会停止形成新恒星。此前,科学家认为这与多种因素有关。
首先,他们认为,星系中心的超大质量黑洞可能释放了过多能量,使氢气无法冷却到足以形成恒星的温度;超新星爆发则让这场“烈焰”愈演愈烈。
暗物质也可能发挥作用:它对氢气的引力会使氢气温度升高。
“我们越往宇宙早期回溯,就越会预期暗物质密度越高,因此气体也会越来越热,”研究人员彼得·贝鲁齐在一份新闻稿中说。“这不利于恒星形成,所以我们原以为,早期宇宙中的许多星系早在很久以前就应该停止形成恒星了。”
然而,通过借助超级计算机进行的宇宙模拟,研究人员发现事实并非如此。他们在一项研究中详细介绍了这项工作,该研究发表于《皇家天文学会月刊》。
只有在调整模拟、允许早期星系在更长时间内持续高效形成恒星后,这些星系才演化出了与我们真实宇宙相似的虚拟宇宙。
“换句话说,我们不得不得出结论:早期星系形成恒星的效率比我们想象的更高,”贝鲁齐说。“这说明,超大质量黑洞和爆炸恒星产生的能量,抑制恒星形成的效果不如我们的理论所预测的那么强。”
这是首项能够准确模拟我们宇宙如此大范围区域的研究;但即便如此,模拟中的1200万个星系也只是天文学家认为实际宇宙中存在的超过1000亿个星系中的一小部分。
不过,超级计算机正变得越来越强大,科学家或许用不了多久就能模拟整个宇宙的诞生,并可能在此过程中解开更多宇宙之谜。


