كتب – رامز يوسف:
لقد نجح حاسوب فائق في مختبر أوك ريدج الوطني في الولايات المتحدة في تنفيذ أكبر محاكاة فيزيائية فلكية للكون، حتى الآن.
في نوفمبر 2024، استخدم علماء الفيزياء 9000 عقدة حاسوبية من حاسوب فرونتير الفائق لمحاكاة حجم الكون المتوسع الذي يزيد عن 31 مليار ميجا فرسخ مكعب.
ستساعد نتائج المشروع، المعروف باسم ExaSky، علماء الفيزياء الفلكية والكونيات على فهم تطور وفيزياء الكون، بما في ذلك التحقيقات في الطبيعة الغامضة للمادة المظلمة.
يوجد عنصران في الكون: المادة المظلمة – والتي بقدر ما نعلم، تتفاعل فقط عن طريق الجاذبية – والمادة التقليدية، أو المادة الذرية،” كما يوضح الفيزيائي سلمان حبيب من مختبر أرجون الوطني في الولايات المتحدة، الذي قاد الجهود.
يقول سلمان: “إذا أردنا أن نعرف ما الذي يحدث في الكون، فنحن بحاجة إلى محاكاة هذين الأمرين: الجاذبية بالإضافة إلى جميع الفيزياء الأخرى بما في ذلك الغاز الساخن، وتكوين النجوم والثقوب السوداء والمجرات؛ “حوض المطبخ” الفيزيائي الفلكي، إذا جاز التعبير. هذه المحاكاة هي ما نطلق عليه محاكاة الهيدروديناميكية الكونية”.
حاسب عملاق
عندما ننظر عبر الفضاء، عبر مليارات السنين الضوئية، فإننا ننظر أيضًا عبر الزمن. وبالتالي، نتمكن من تجميع صورة لكيفية تطور الكون. لكن الوقت الذي تستغرقه الأشياء للتغير على المقاييس الكونية ضخم، ولا نتمكن من رؤية هذه التغييرات تحدث في الوقت الفعلي.
المحاكاة هي واحدة من أفضل الأدوات التي نملكها لمحاولة فهم كيفية تطور الكون. يمكننا إدخال الأرقام، وتسريع الوقت، وإعادة تشغيله، والتكبير والتصغير.
يبدو هذا بسيطًا، لكنه ليس كذلك. الفضاء ضخم ومعقد. يتطلب الأمر الكثير من الرياضيات المعقدة، وحاسبًا فائق القوة. حتى في هذه الحالة، هناك الكثير من الأشياء التي قد تحتاج إلى التغاضي عنها من أجل الكفاءة. على سبيل المثال، كان على المحاكاة السابقة أن تتجاهل العديد من المتغيرات التي تشكل محاكاة هيدروديناميكية.
يقول حبيب: “إذا كنا سنحاكي جزءًا كبيرًا من الكون بعد مسحه بواسطة أحد التلسكوبات الكبيرة مثل مرصد روبين في شيلي، فأنت تتحدث عن النظر إلى أجزاء ضخمة من الزمن – مليارات السنين من التوسع. حتى وقت قريب، لم نكن لنتخيل حتى القيام بمحاكاة ضخمة مثل هذه إلا في التقريب بالجاذبية فقط”.
استغرق الأمر سنوات من تحسين الخوارزميات والرياضيات ورمز علم الكونيات المتسارع الهجين/الأجهزة المطلوبة لتشغيل محاكاة ExaSky.
ومع الترقيات التي جعلت Frontier أسرع حاسب فائق في العالم في ذلك الوقت، تمكن الفريق من زيادة حجم محاكاتهم لنمذجة توسع الكون.
سيستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن نرى أي تحليلات منشورة بناءً على المحاكاة، ولكن يمكنك الاستمتاع بالبداية. يُظهر مقطع فيديو أصدره الفريق مجموعة ضخمة من المجرات تتجمع معًا في حجم من الفضاء يبلغ قياسه 64 × 64 × 76 ميجا فرسخ فلكي، أو 311296 ميجا فرسخ فلكي مكعب.
يمثل هذا الحجم 0.001 في المائة فقط من الحجم الإجمالي للمحاكاة، لذلك نتوقع أن نرى بعض النتائج المذهلة في المستقبل.
اقرأ أيضا:
