https://www.cnbeta.com/articles/science/813189.htm天王星的自转轴可以说是躺在轨道平面上的，倾斜的角度高达98°。其它行星的自转轴相对于太阳系的轨道平面都是朝上的。所以在夏天，北极几乎直接指向太阳。与土星、木星和海王星不同，它们周围有水平环，天王星有垂直的环和卫星围绕其倾斜的赤道运行。
科学家因此怀疑天王星曾经与太阳系中的其他行星类似，但突然被“翻转过来”。所以发生了什么事？发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究提供了一个线索。
灾变性碰撞
我们的太阳系曾经是一个更加“暴力”的地方，原行星在猛烈的巨大撞击中碰撞，这有助于创造我们今天看到的世界。大多数研究人员认为，天王星的旋转是戏剧性碰撞的结果。研究人员着手揭示其是如何发生的。
研究人员的基本思想是，用超级计算机中的数百万个粒子模拟碰撞的行星，每个粒子代表一个行星物质块。他们给模拟提供了描述物理如重力和物质压力如何工作的方程式，因此它可以计算粒子在相互碰撞时如何随时间演变。通过这种方式，他们甚至可以研究巨大撞击的复杂而混乱的结果。使用计算机模拟的另一个好处是可以完全控制。他们可以测试各种不同的撞击情景，并探索可能的结果范围。
研究人员的模拟表明，一个至少比地球大两倍的天体通过猛烈撞击并与一颗年轻行星合并后，可以轻易地创造出天王星今天的奇怪旋转。对于更多的随意碰撞，撞击体的材料可能最终会分散在天王星冰层边缘附近的薄而热的壳体中，位于氢气和氦气大气层的下方。这可以抑制天王星内部物质的混合，从内部深处捕获热量。令人兴奋的是，这个想法似乎符合天王星的外观今天如此寒冷的观察。
超级计算
从计算的角度来看，这项研究也令人兴奋。虽然模拟中的粒子数量限制了研究人员可以解决和研究的问题。然而，简单地尝试使用更多粒子来实现新发现是一项严峻的计算挑战，这意味着即使在功能强大的计算机上也需要很长时间。
他们最新的模拟使用超过100米的颗粒，比目前大多数其他研究使用的颗粒多 100-1000倍。除了制作一些令人惊叹的图片和动画如何发生巨大的撞击，这开辟了现在可以开始解决的各种新的科学问题。
这一改进归功于SWIFT，可充分利用当代“超级计算机”。这些基本上是很多连接在一起的普通计算机。因此，快速运行大型模拟依赖于在超级计算机的所有部分之间划分计算。SWIFT估计模拟中的每个计算任务需要多长时间，并尝试均匀地分享工作以获得最大效率。就像一台大型新望远镜一样，它的分辨率提高了1000倍，显示出我们以前从未见过的细节。
系外行星及其他
除了更多地了解天王星的具体历史外，另一个重要的动机是更普遍地了解行星的形成。近年来，科学家发现最常见的系外行星类型与天王星和海王星非常相似。因此，科学家所了解的关于“冰巨人”可能演变的一切都源于对其远古“表兄弟”的理解以及潜在可居住世界的演变。
科学家研究的一个与外星生命问题非常相关的令人兴奋的细节是巨大撞击后的大气命运。他们的高分辨率模拟显示，在最初的碰撞中“存活”的一些大气层仍然可以通过随后的行星使空气猛烈向外膨胀来消除。
关于天王星以及一般的巨大撞击仍然存在很多问题。即使科学家的模拟越来越详细，但仍然需要研究很多东西。因此，许多人呼吁对天王星和海王星进行新的任务，研究它们奇怪的磁场、古怪的卫星和环等。
SWIFT
=>SPH With Inter-dependent Fine-grained Tasking
SPH =光滑粒子流體動力學 = 平滑粒子流体动力学
光滑粒子流體動力學（ smoothed-particle hydrodynamics, SPH）是一種用於模擬連續介質動力學的計算方法
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E6%BB%91%E7%B2%92%E5%AD%90%E6%B5%81%E4%BD%93%E5%8A%A8%E5%8A%9B%E5%AD%A6
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