距离地球数百万英里之外，詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）与南希·罗曼空间望远镜正在把宇宙早期的细节一层层摊开。哈佛-史密森天体物理中心的一支团队则在地面上造了另一件东西：Lumina，迄今规模最大、细节最丰富的早期宇宙模拟之一。

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这项模型的研究成果发表在《皇家天文学会月刊》上。它重建了宇宙最初20亿年里，普通物质、暗物质与辐射三者如何相互作用，为科学家检验大爆炸后宇宙演化的理论提供了一个新工具。

把JWST、罗曼望远镜以及其他望远镜的观测结果，与Lumina的预测放在一起比对，天文学家可以判断自己对宇宙运行规律的理解是否仍然成立，还是新发现会迫使他们重新考虑现有理论。

跑出这套模拟，动用了超过15000块图形处理器。Lumina也是目前最大的宇宙学辐射流体动力学模拟——这类模拟要还原暗物质、光与气体这些宇宙基本成分如何相互作用，进而形成恒星与星系。

研究第一作者、哈佛-史密森天体物理中心计算天文学家、ITC Fellow 奥利弗·齐尔（Oliver Zier）在声明中说：“借助JWST，早期宇宙已成为天体物理中一个令人兴奋的新前沿。要理解这台望远镜看到的东西，我们需要把理论转化为详细的预测。经过数年工作，经历了不少起起伏伏，看到模拟结果、看着我们的预测在视频中活起来，回报感难以言表。”

Lumina追踪的是最早一批星系如何出现，以及它们在宇宙最初20亿年里如何改变星系之间大片的气体区域。

论文合著者、得克萨斯大学达拉斯分校物理学助理教授亚伦·史密斯（Aaron Smith）补充说：“能构建Lumina这样的模拟，我们感到非常幸运。这是第一次，我们能在如此巨大的宇宙体积上，跟随氢和氦转变为它们现代形态的过程，同时仍然分辨出驱动这一转变的星系和其他发光天体。”

换句话说，这套模拟既要装得下足够大的宇宙，又要看得清足够小的星系——15000块GPU买的就是这个分辨率。