模拟宇宙结构形成

我们描述了宇宙结构形成的模拟技术及其应用，特别关注近期高红移宇宙中包含气动力学模拟的结构。采用高斯初始条件的无碰撞 N 体模拟产生的图案类似于观察到的大尺度星系分布，呈现出薄片、纤维、隧道和洞穴。包含气体动力学和湮灭的模拟形成大小和质量类似于星系光学部分的冷气体浓簇。基于 inflation 和冷暗物质的模型预测了一批来自高红移星系的群体，包括在 z=6 处以 20 太阳质量/年的星际形成率的系统。在 z~3 时，这些模型中大部分质子驻留在低密度星际介质中，该介质在背景类星体光谱中产生波动的 Lyman-alpha 吸收。若将吸收光谱视为连续介质的 1 维图而非线型集合，Lyman-alpha 森林的物理描述尤为简单。卓越的观测数据与稳健的数值预测使 Lyman-alpha 森林成为测试宇宙模型的有前景的工具。