来自德国和美国的科学家公布了最新完成的，最新的星系演化模拟结果。TNG50是迄今为止最详细的大规模宇宙学模拟。它使研究人员能够详细研究自大爆炸之后不久星系的形成方式以及它们如何演化。这是第一次揭示出绕着星系流动的宇宙气体的几何形状决定了星系的结构，反之亦然。研究人员将其结果发表在《皇家天文学会月刊》上的两篇论文中。

进行宇宙模拟的天文学家面临一个基本的权衡：凭借有限的计算能力，到目前为止，典型的模拟要么非常详细，要么跨越了大量的虚拟空间，但到目前为止却无法做到。有限体积的详细模拟最多只能模拟几个星系，因此很难进行统计推论。反过来，大容量模拟通常缺少重现我们在自己的宇宙中观察到的许多小规模属性所需的细节，从而降低了其预测能力。

刚刚发布的TNG50模拟能够避免这种折衷。它首次将大规模宇宙学模拟(盒子中的宇宙)的思想与“缩放”模拟的计算分辨率结合在一起，其详细程度以前只能用于研究单个星系。

在一个超过2.3亿光年的模拟空间立方体中，TNG50可以辨别发生在规模小一百万倍的规模上的物理现象，追踪在138亿年的宇宙历史中成千上万个星系的同时演化。这样做有超过200亿个代表暗(不可见)物质，恒星，宇宙气体，磁场和超大质量黑洞的粒子。计算本身需要在斯图加特的Hazel Hen超级计算机上使用16,000个内核，并且以24/7的速度协同工作一年以上-相当于在单个处理器上一万五千年，使其成为迄今为止最苛刻的天体物理计算之一。

TNG50的首批科学结果由Annalisa Pillepich博士(马克斯·普朗克天文学研究所，海德堡)和Dylan Nelson博士(马克斯·普朗克天文物理研究所，加尔兴)领导的团队发表，揭示了无法预料的物理现象。尼尔森说：“这种数字实验在您投入更多精力之后尤其成功。在我们的仿真中，我们看到未明确编程到仿真代码中的现象。这些现象以自然的方式出现，从模型宇宙的基本物理成分之间复杂的相互作用。”

TNG50具有两个突出的例子来说明这种紧急情况。第一个问题涉及像我们自己的银河系一样的“盘状”星系的形成。使用模拟作为时间机器来倒回宇宙结构的演化，研究人员已经看到，秩序井然，快速旋转的盘状星系(在我们附近的宇宙中很常见)是如何从混乱，杂乱无章，高度湍流的气体云中出现的较早的时代。

随着气体的沉降，通常会在越来越多的圆形轨道上发现新生恒星，最终形成大型旋涡星系-银河转盘。Annalisa Pillepich解释说：“实际上，TNG50表明我们拥有薄盘状的银河系正处于银河系时尚的顶峰：在过去的100亿年中，至少那些仍在形成新恒星的星系已变得越来越多像盘一样，它们的混乱内部运动大大减少了。当它只有几十亿年的历史时，宇宙就更加混乱了!”