درک تکامل کهکشان ها با دستگاه شبیه ساز کیهانی - یزد بلاگ

خبرنگاران| کهکشان هایی مانند کهکشان راه شیری ما چگونه به وجود آمده اند؟ چگونه رشد می نمایند و چگونه با گذشت زمان تغییر می نمایند؟ نحوه شکل گیری کهکشان از دیرباز یک معما بوده است، اما تیمی از دانشمندان تحت رهبری دانشگاه آریزونا به لطف شبیه سازی ابررایانه ای یک گام به یافتن پاسخ نزدیک شده اند.

به گزارش خبرنگاران؛ مشاهده کهکشان های واقعی در فضا تنها می تواند عکس های لحظه ای ارائه دهند، بنابراین محققانی که نحوه تکامل کهکشان ها را در میلیارد ها سال مطالعه می نمایند، باید از شبیه سازی های کامپیوتری استفاده نمایند.

به طور سنتی، ستاره شناسان برای ارائه نظریه های تشکیل کهکشان و آزمایش آن ها از شبیه سازی استفاده می کردند. آن ها مجبور بودند یک کهکشان را در یک بازه زمانی تصور نمایند.

پیتر بهروزی از رصدخانه Steward دانشگاه و همکارانش با ایجاد میلیون ها دنیا مختلف بر روی یک ابر رایانه، که هر کدام بر اساس نظریه های فیزیکی متفاوتی در خصوص نحوه شکل گیری کهکشان ها بودند، بر این مانع غلبه کردند.

این یافته ها، ایده های اساسی درباره نقش ماده تاریک در شکل گیری کهکشان ها، تکامل کهکشان ها در طول زمان و تولد ستاره ها را به چالش می کشد.

این مطالعه اولین موردی بود که دنیا های خود سازگار را ایجاد کرد که کپی هایی واقعی هستند. شبیه سازی های کامپیوتری که هریک نمایانگر بخش بزرگی از کیهان واقعی است، حاوی 12 میلیون کهکشان است و بازه زمان 400 میلیون سال پس از انفجار بزرگ را شامل می گردد.

نتایج حاصل از ماشین شبیه ساز کیهان، به حل این پارادوکس دیرینه یاری می نماید که چرا کهکشان ها دیگر ستاره نو تشکیل نمی دهند.

دانشمندان می گویند شبیه سازی یک کهکشان مستلزم 10 به توان 48 عملیات محاسباتی است. همه رایانه های روی زمین روی هم نمی توانند در صد سال این کار را فقط برای یک کهکشان واحد هم انجام دهند، چه برسد به 12 میلیون کهکشان، بنابراین دانشمندان مجبور بودند تصمیم دیگری اتخاذ نمایند.

این تیم علاوه بر استفاده از منابع محاسباتی در مراکز مهم تحقیقاتی، دو هزار پردازنده اطلاعات را به طور همزمان در سه هفته به کار گرفتند. در طول پروژه تحقیقاتی، بهروزی و همکارانش بیش از 8 میلیون دنیا فراوری کردند.

بهروزی می گوید: ما در 20 سال گذشته مشاهدات نجومی را آنالیز کردیم و آن ها را با میلیون ها دنیا ساختگی که ایجاد کردیم مقایسه کردیم. هزاران تکه اطلاعات را با هم جمع کردیم تا ببینیم کدام اطلاعات با هم مطابقت دارند. آیا دنیا ایجاد شده ما درست به نظر می رسید؟ اگر نه، ما به عقب بر می گشتیم و تغییرات را اعمال می کردیم و دوباره آنالیز می کردیم.

بهروزی و همکارانش در نظر دارند دستگاه UniverseMachine را توسعه دهند تا شامل ریخت شناسی کهکشان های منفرد و چگونگی تکامل شکل آن ها در طول زمان گردد.

منبع: Technology.org

منبع: فرادید