وصُف بالأكبر والأدق.. ابتكار أكبر عالم افتراضي للكون يمكن لأي شخص استكشافه
تمكن فريق دولي من العلماء بقيادة جامعة تشيبا اليابانية من ابتكار أكبر عالم افتراضي كامل للكون (Uchuu) يمكن لأي شخص استكشافه، العلماء اعتبروه, “أكبر محاكاة حاسوبية وأكثرها دقة حتى الآن” في “الكون. وباستخدام تقنيات إحصائية متقدمة، تكون عمليات المحاكاة مشروطة لإعادة إنتاج بقعتنا المحددة من الكون، وبالتالي تحتوي على الهياكل الحالية في محيط مجرتنا التي لاحظها علماء الفلك لعقود.
وهذا يعني أن الهياكل المألوفة داخل كوننا المحلي، مثل مجموعات المجرات والعذراء والجدار العظيم، أعيد إنتاجها في المحاكاة.
ويوجد في مركز المحاكاة زوج من المجرات – النظراء الافتراضية لمجرتنا درب التبانة ومجرة المرأة المسلسلة.
وقال البروفيسور كارلوس فرينك، أستاذ Ogden للفيزياء الأساسية في معهد علم الكونيات الحسابي في جامعة دورهام: “من المثير للغاية أن نرى الهياكل المألوفة التي نعرف أنها موجودة من حولنا تنبثق من حسابات الكمبيوتر. وتكشف عمليات المحاكاة ببساطة عن نتائج قوانين الفيزياء التي تعمل على المادة المظلمة والغاز الكوني طوال 13.7 مليار سنة كان الكون حولها. وحقيقة أننا تمكنا من إعادة إنتاج هذه الهياكل المألوفة توفر دعما مثيرا للإعجاب لنموذج Cold Dark Matter القياسي ويخبرنا أننا على المسار الصحيح لفهم تطور الكون بأكمله“.
وقال الدكتور ستيوارت ماك ألبين، طالب دكتوراه سابق في دورهام، وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة هلسنكي: “من خلال محاكاة كوننا، كما نراه، نقترب خطوة واحدة من فهم طبيعة كوننا. وتُظهر هذه المحاكاة أن النظرية الرائدة الحالية لعلم الكونيات، نموذج المادة المظلمة الباردة، يمكن أن تنتج كل المجرات التي نراها في موطننا المحلي، وهو معيار أساسي لنجاح عمليات المحاكاة من هذا النوع. ويوفر هذا المشروع جسرا مهما بين عقود من النظرية والرصد الفلكي“.
ويركز «Uchuu» على بنية واسعة النطاق للكون من هالات غامضة للمادة المظلمة التي تتحكم في تكوين المجرات. ويتراوح حجم هذه الهياكل من أكبر مجموعات المجرات وصولاً إلى أصغر المجرات.
وتعد إحدى الطرق التي تحقق بها المحاكاة تقدماً كبيراً مقارنة بالعوالم الافتراضية الأخرى هي المجال الزمني، حيث يحاكي «Uchuu» تطور المادة على مدار تاريخ الكون البالغ 13.8 مليار سنة تقريباً من الانفجار العظيم حتى الوقت الحاضر.
ويشرح البروفيسور جوليا إف إيريزا في معهد أبحاث في غرناطة، الإسبانية الذي يستخدم «Uchuu» لدراسة الهيكل الواسع النطاق للكون أهمية المجال الزمني، وتعتبر المحاكاة مثل آلة الزمن: «يمكننا المضي قدماً والعودة إلى الوراء والتوقف في الوقت المناسب، والتكبير والتصغير على مجرة واحدة أو تصغير لتصور المجموعة الكاملة
وأجرى فريق دولي من العلماء في اليابان وإسبانيا والولايات المتحدة الأمريكية والأرجنتين وأستراليا وتشيلي وفرنسا وإيطاليا بإنشاء «Uchuu» باستخدام «ATERUI II» أقوى كمبيوتر عملاق في العالم مخصص لعلم الفلك، وحتى مع كل هذه القوة، فقد استغرق إنتاج «Uchuu» عاماً كاملاً. يوضح تومواكي إيشياما، الأستاذ المساعد في جامعة تشيبا الذي طور الشفرة المستخدمة لإنشاء المحاكاة، استخدمنا جميع المعالجات البالغ عددها 40200 (نوى وحدة المعالجة المركزية) لمدة 48 ساعة كل شهر. كان هناك عشرون مليون ساعة كمبيوتر عملاق تم استهلاكه، وأنتجنا 3 بيتابايت من البيانات، أي ما يعادل 894.784853 صورة من هاتف خلوي بدقة 12 ميجابكسل».
واستخدم فريق البحث تقنيات حسابية عالية الأداء لضغط المعلومات حول تكوين وتطور هالات المادة المظلمة في محاكاة «Uchuu» إلى 100 تيرابايت يتوفر للجميع بتنسيق سهل الاستخدام بفضل البنية التحتية الحاسوبية «skun6»
