اكتشاف محاكاة حاسوبية للكون هي الأكبر والأدق حتى الآن!

ابتكر العلماء عمليات المحاكاة، من الانفجار العظيم حتى الوقت الحاضر، باستخدام حاسوب عملاق لإعادة إنشاء التطور الكامل للكون.

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.

وخلال بحثهم، وجد العلماء أن رقعة الكون المحلية الخاصة بنا قد تكون غير عادية حيث تنبأت المحاكاة بعدد أقل من المجرات مما هو موجود في منطقة متوسطة من الكون بسبب انخفاض كثافة المادة المظلمة المحلية على نطاق واسع. وفي حين أن مستوى هذا النقص في الكثافة لا يعتبر تحديا للنموذج القياسي لعلم الكونيات، فقد يكون له عواقب على كيفية تفسيرنا للمعلومات من استطلاعات المجرات المرصودة.  كما أن المحاكاة، المسماة Sibelius-Dark، هي جزء من مشروع Simulations Beyond the Local Universe (Sibelius).

ويغطي مساحة تصل إلى 600 مليون سنة ضوئية من الأرض، ويمثلها أكثر من 130 مليار جسيم محاكى، ما يتطلب عدة آلاف من أجهزة الكمبيوتر التي تعمل عدة أسابيع وتنتج أكثر من بيتابايت واحد من البيانات.

وأجريت المحاكاة على DiRAC COSmology MAchine (Cosma) التي يديرها معهد علم الكونيات الحسابي في جامعة دورهام.

وشارك باحثون من جميع أنحاء العالم في البحث، بما في ذلك من جامعة دورهام، وكان بقيادة جامعة هلسنكي.

ونشرت النتائج على موقع arXiv.org وكطباعة مسبقة في مجلة الإخطارات الشهرية لمجلة الجمعية الفلكية الملكية.

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”.

تابعنا على فيسبوك