自发产生现实是一件混乱的事情。
例如，我们的大爆炸在瞬间释放了一个宇宙的能量和物质价值，然后随着整个不断增长的宇宙的温度在时间存在的最初几纳秒内超过 1,000 万亿摄氏度，以光速将其全方位抛开。接下来的几亿年，在此期间，宇宙冷却到夸克和光子之外的粒子可以存在的程度——当真正的原子如氢和氦出现时——被称为黑暗时代，因为恒星还不存在提供光。
然而最终，巨大的元素气体云压缩到足以点燃，为以前黑暗的宇宙带来光明，并推动了宇宙再电离，这就是为什么宇宙仍然不仅仅是一堆氢和氦原子。这些新恒星发出的光如何与周围的气体云相互作用以产生产生更重元素的电离等离子体的实际过程尚不完全清楚，但一组麻省理工学院的研究人员刚刚宣布他们对这个动荡时代的数学模型是迄今为止设计的最大和最详细的模型。
这塞桑模拟，以纪念伊特鲁里亚语黎明女神，模拟宇宙再电离时期，观察 1 亿立方光年空间中气体、重力和辐射之间的相互作用。研究人员可以梳理从大爆炸后 40 万年到 10 亿年的合成时间线，以了解模型中不同变量的变化如何影响生成的结果。
“Thesan 是通往早期宇宙的桥梁，”美国宇航局爱因斯坦研究员、麻省理工学院卡夫利天体物理和空间研究所的 Aaron Smith 告诉麻省理工学院新闻. “它旨在作为即将到来的观测设施的理想模拟对应物，这些设施有望从根本上改变我们对宇宙的理解。”
由于一种新的算法跟踪光与气体的相互作用，该算法与单独的星系形成和宇宙尘埃行为模型相吻合，它在更大的体积下拥有比以往任何模拟都更高的细节。
哈佛-史密森天体物理中心的拉胡尔·坎南 (Rahul Kannan) 与麻省理工学院和马克斯普朗克研究所合作，研究了来自这些第一批星系的光如何与气体相互作用，并将宇宙从中性转变为电离。这个项目的天体物理学告诉麻省理工学院新闻。 “通过这种方式，我们会自动跟随再电离过程的展开。”
为这个模拟提供动力的是超级MUC-NG德国加兴的超级计算机。它的 60,000 个计算内核并行运行相当于 3000 万个 CPU 小时，以处理 Thesan 所需的数字。该团队也已经从实验中看到了令人惊讶的结果。
“Thesan 发现光在宇宙早期不会传播很远的距离，”Kannan 说。 “事实上，这个距离非常小，只有在再电离结束时才会变大，在短短几亿年的时间里增加了 10 倍。”
也就是说，在再电离期结束时，光的传播距离比研究人员之前的估计要远。他们还注意到，星系的类型和质量可能会影响再电离过程，尽管 Thesan 团队很快指出，在证实这一假设之前，需要对真实世界的观测进行确证。