星系的诞生是物质和能量之间的复杂舞蹈，发生在宇宙尺度上，持续数十亿年。宇宙学中最具挑战性的悬而未决的问题之一是，我们今天看到的一系列有组织的、动态的星系是如何从大爆炸的炽热混乱演变而来的。
一个多国科学家团队构建了迄今为止最详细的大尺度宇宙模型，被称为TNG50，以寻求答案。他们的虚拟宇宙横跨2.3亿光年，由成千上万个发展中的星系组成，其详细程度以前只能在单星系模型中观测到，宽2.3亿光年，《生活科学》报道。
在138亿年的时间里，模拟追踪了200多亿个代表暗物质、气体、恒星和超大质量黑洞的粒子。
多亏了无与伦比的分辨率和规模，研究人员得以对我们自己的宇宙的过去获得至关重要的见解，展示了无数形状怪异的星系是如何形成的，以及恒星爆炸和黑洞是如何引发这种星系演化的。他们的发现将在2019年12月的《皇家天文学会月报》杂志上发表两篇文章。
这次模拟花费了一年多的时间，使用了位于德国斯图加特的Hazel Hen超级计算机上的16000个处理核。同样的计算在单个处理器系统上需要15000年。
研究人员认为，他们在历史上计算强度最大的天体物理模拟之一上的投资得到了回报。这种涌现的现象对于理解宇宙大爆炸138亿年后的样子至关重要。TNG50让科学家们亲眼目睹了星系是如何从宇宙形成后不久就存在的动荡气体云中形成的。他们发现，构成我们宇宙邻居的圆盘状星系在模拟过程中自发出现，形成了内部结构，如螺旋臂、凸起和从中心超大质量黑洞辐射出来的棒。当他们将计算机生成的宇宙与现实观察结果进行比较时，他们发现他们的星系数量在性质上与现实一致。
尽管有了这些最初的发现，该团队在分析他们的模型方面还有很长的路要走。他们还打算将所有模拟的数据免费提供给世界各地的天文学家进行研究。
