算力巅峰！7536块GPU模拟出宇宙第一缕光：重现16亿光年宇宙演化

快科技11月13日消息，麻省理工学院（MIT）联合马克斯·普朗克天体物理研究所近日发布了名为“Lumina”的超大规模宇宙模拟项目。 该项目成功利用顶级超级计算机的算力，重构了从宇宙“黑暗时代”到其后20亿年间的演化过程，涵盖范围达500百万秒差距（约16亿光年）。 此前高分辨率模拟受限于算力，往往只能在极小的体积内进行局部观察。据研究团队介绍，Lumina模拟的体积比目前世界上最好的模拟还要大出100倍。 这意味着科学家可以同时观察微观层面的星系诞生，以及宏观层面的大尺度宇宙结构演化，其空间缩放的精度跨度刷新了世界纪录。 在硬件配置上，Lumina项目展现了令人震撼的算力规模。该项目运行于目前全球领先的Frontier超级计算机上，共动用了超过10万个CPU核心以及7536块AMD Instinct MI250X计算卡。 科学结论方面，Lumina首次成功模拟了宇宙历史中两次关键的重塑过程：氢再电离与氦再电离。模拟结果证实，氢元素的再电离主要由早期恒星和星系的光芒驱动；而氦元素的再电离则是由包含超大质量黑洞的活跃星系核主导。 技术路径上，Lumina基于著名的IllustrisTNG项目演化而来，并对AREPO模拟代码进行了针对性优化。通过引入更精确的紫外线辐射传输模型，研究人员能够捕捉到光线与物质之间极细微的交互过程。 目前Lumina的模拟数据已通过论文形式发表在《皇家天文学会月刊》上。研究团队计划在下一步工作中，将模拟得出的预测数据与詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的实际观测结果进行比对。