恒星模拟器与宇宙模拟器是用于模拟恒星和宇宙整体演化的计算工具，属于天体物理学和宇宙学领域的核心模拟系统。它们通过数值方法在计算机上重现恒星从诞生到死亡的全过程，以及宇宙大尺度结构的形成与演化，为科学家提供研究恒星物理和宇宙奥秘的虚拟实验室。
恒星模拟器的核心功能是模拟恒星在不同演化阶段的物理行为。从原恒星阶段开始，模拟其引力收缩、核聚变启动，进入主序星阶段后，持续进行氢聚变反应，随后进入红巨星阶段，进行氦聚变等更复杂的核反应，直至超新星爆发或白矮星等终态。过程中涉及质量损失、磁场影响、重元素合成等关键物理机制，通过精确的核反应网络和流体力学方程实现模拟。
宇宙模拟器将恒星模拟作为子模块整合到更大尺度的宇宙结构中。它模拟星系形成、星系合并、星系际物质分布等过程，将恒星模拟结果与星系动力学、宇宙学参数（如暗物质密度、哈勃常数）结合，构建包含数亿颗恒星的模拟宇宙，重现观测到的星系团、星系形态等宇宙结构特征。
恒星模拟器对天体物理学研究具有重大意义。通过模拟，科学家可以预测恒星的寿命、恒星形成率、重元素在宇宙中的分布规律，解释观测到的恒星光谱、星系化学组成等数据，为理解恒星演化与宇宙演化的内在联系提供理论依据。
随着计算技术的进步，恒星模拟器的精度和规模不断提升。高性能计算集群的应用使得模拟可以包含更复杂的物理过程，如磁流体力学、引力波辐射等，数值方法的优化（如自适应网格、并行计算）提高了模拟效率，使科学家能够处理更大规模、更精细的恒星演化模型。
未来，恒星模拟器将在更复杂的宇宙场景中发挥作用。随着计算能力的增强和理论模型的完善，模拟将涵盖更多物理过程，如恒星间的相互作用、星系环境对恒星演化的影响，为探索宇宙早期演化、暗物质性质等前沿问题提供关键支持，推动天体物理学和宇宙学的发展。
