宇宙模拟器是一种利用计算机模拟技术，通过数值方法重现宇宙演化过程的工具，旨在理解宇宙大尺度结构、天体形成与演化等核心问题。
早期宇宙模拟始于20世纪60年代，基于简单粒子系统模拟星系团，随着计算机性能提升，进入90年代后，多体模拟和流体动力学模型结合，21世纪后，借助超级计算机和并行计算技术，模拟规模和精度大幅提升，如今可模拟包含数万亿粒子的宇宙模型。
核心基于牛顿力学和广义相对论，通过离散化时空和物质分布，将连续方程转化为差分方程，采用网格法（如SPH）或粒子法（如N-body）计算引力相互作用，结合辐射传输、恒星形成、星系演化等子模块，构建完整物理模型。
在星系形成与演化研究中，模拟星系团和星系的结构形成，预测暗物质分布；在黑洞研究中，模拟黑洞吸积盘和事件视界，研究吸积过程和喷流产生机制；在宇宙微波背景辐射分析中，模拟早期宇宙的密度扰动，验证大爆炸理论。
计算资源限制导致模拟规模有限，难以完全捕捉小尺度结构（如恒星形成细节）；模型简化（如忽略某些物理过程）可能引入误差；观测数据的验证需要高精度模拟与实际观测对比，目前仍存在部分现象无法完全解释（如暗物质性质）。
随着人工智能和机器学习在模拟中的应用，可优化数值方法提高效率；更强大的超级计算机（如 exascale 系统）将支持更大规模、更高精度的模拟；多模态数据融合（结合观测与模拟）将提升对宇宙演化的理解深度。
