天文学家的国际合作创造了迄今为止对宇宙早期阶段最详细的模拟。模拟可以在下面的视频中看到，显示了大约 130 亿年前，在称为再电离时代的时期，第一道光在黑暗中传播。
这是氢原子电离并允许光在宇宙中传播的时期，并且最早的星系形成了。这一时期混乱且难以建模，这是创建由麻省理工学院、哈佛大学和马克斯普朗克天体物理研究所的科学家开发的 Thesan 模拟所面临的挑战。
“大多数天文学家没有实验室来进行实验。空间和时间的尺度太大，所以我们做实验的唯一方法就是在计算机上，”作者、哈佛大学天体物理学中心的天体物理学家拉胡尔·坎南 (Rahul Kannan) 说，在一份声明中。 “我们能够利用基本的物理方程和控制理论模型来模拟早期宇宙中发生的事情。”
该团队对这一时期的情况进行了迄今为止最详细的模拟，覆盖了 3 亿光年的区域，并贯穿了大爆炸后的第一个十亿年。
因为这发生在很久以前，所以很难观察到这一时期的证据。然而，像詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 这样的新望远镜将能够看到非常遥远的星系——因为光需要时间才能传播这么远的距离，所以观察这些星系就像回顾过去一样。研究人员希望这些较新的望远镜能够收集到可以与模拟进行比较的数据。
“许多即将上线的望远镜，比如 JWST，都是专门为研究这个时代而设计的，”坎南说。 “这就是我们模拟的用武之地；他们将帮助我们解释这一时期的真实观察结果并了解我们所看到的。”
能够将真实数据与模拟进行比较可以揭示更多关于这一时期的信息。 “这就是有趣的部分，”共同作者、麻省理工学院物理学副教授 Mark Vogelsberger 说。 “要么我们的 Thesan 模拟和模型与 JWST 的发现一致，这将证实我们的宇宙图景，要么存在重大分歧，表明我们对早期宇宙的理解是错误的。”
该研究发表在《 皇家天文学会月刊》杂志上。