شبیه‌سازی ابررایانه‌ای، تصویری دقیق‌تر از دو میلیارد سال نخست کیهان ارائه کرد
پژوهشگران با استفاده از بیش از ۱۵ هزار واحد پردازش گرافیکی، شبیه‌سازی «لومینا» را توسعه داده‌اند تا روند شکل‌گیری کهکشان‌ها و تحول گازهای نخستین جهان را با جزئیاتی بی‌سابقه بررسی کنند.
به گزارش سیناپرس، گروهی از اخترشناسان مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونین، شبیه‌سازی رایانه‌ای جدیدی با نام «لومینا» (Lumina) ساخته‌اند که تحول کیهان را در دو میلیارد سال نخست عمر آن بازسازی می‌کند. این شبیه‌سازی به دانشمندان امکان می‌دهد روند شکل‌گیری ساختارهای کیهانی را در مقیاسی گسترده و با جزئیات بالا بررسی کنند.
در این مدل، حجمی از فضا با گستره‌ای حدود ۱.۵ میلیارد سال نوری شبیه‌سازی شده است؛ فضایی که در مراحل اولیه تحول کیهان، رشته‌هایی از ماده تاریک و گازهای درخشان در آن وجود داشتند. برهم‌کنش این مواد و ذرات پرانرژی، به‌تدریج زمینه شکل‌گیری کهکشان‌ها و دیگر ساختارهای کیهانی را فراهم کرد.
قدرت پردازشی بی‌سابقه برای بازسازی کیهان
توسعه لومینا به توان محاسباتی گسترده‌ای نیاز داشت. پژوهشگران برای اجرای این شبیه‌سازی از بیش از ۱۵ هزار واحد پردازش گرافیکی در ابررایانه فرانتیر، مستقر در آزمایشگاه ملی اوک‌ریج آمریکا، استفاده کردند.
این توان پردازشی به محققان اجازه داد حجمی از فضا را بیش از ۱۰۰ برابر بزرگ‌تر از مدل‌های پیشین شبیه‌سازی کنند و در عین حال، جزئیاتی مانند شکل‌گیری کهکشان‌ها و سیاه‌چاله‌ها را نیز در نظر بگیرند.
یکی از ویژگی‌های مهم لومینا، امکان بررسی هم‌زمان تحولات هیدروژن و هلیوم در حجم وسیعی از کیهان و مطالعه نقش کهکشان‌ها و اجرام نورانی در این فرایند است.
مقایسه با مشاهدات تلسکوپ جیمز وب
دانشمندان می‌توانند پیش‌بینی‌های این شبیه‌سازی را با مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب از کیهان دوردست مقایسه کنند. تطابق نتایج مدل با مشاهدات واقعی، می‌تواند درستی فرضیه‌های موجود درباره تحول اولیه کیهان را تقویت کند؛ در حالی که اختلاف میان آن‌ها ممکن است به شناسایی کاستی‌های نظریه‌های فعلی بینجامد.
به گفته پژوهشگران، مطالعه کیهان اولیه به یکی از حوزه‌های مهم اخترفیزیک تبدیل شده است؛ حوزه‌ای که شبیه‌سازی‌های پیشرفته می‌توانند در کنار مشاهدات تلسکوپی، شناخت دانشمندان از چگونگی شکل‌گیری جهان را گسترش دهند.
نکته علمی: لومینا تصویری واقعی از کیهان اولیه نیست، بلکه مدلی محاسباتی برای بازسازی و بررسی فرایندهای احتمالی تحول آن است. اعتبار نتایج این مدل به میزان انطباق پیش‌بینی‌های آن با داده‌های رصدی وابسته است.
