شبيه سازى كل هستى

عباس فقهى

يك گروه بين المللى از محققان برنامه اى كامپيوترى طراحى كرده اند كه رشد و انبساط جهان پس از انفجار بزرگ را شبيه سازى مى كند. در اين برنامه كامپيوترى كه به شبيه سازى هزاره موسوم است، از بيش از ۱۰ ميليارد جرم براى ترسيم تكامل توزيع ذرات در فضايى سه بعدى به طول ۲ ميليارد سال نورى استفاده شده است. اين فضاى شبيه سازى شده شامل ۲۰ ميليون كهكشان مجازى است و انرژى تاريك منبسط كننده هستى، ماده تاريك سرد و ماده منظم را شرح مى دهد. لازم به ذكر است كه دانشمندان براى اجراى اين پروژه به مدت ۱ ماه از ابر رايانه انجمن ماكس پلانك در گارشينگ آلمان بهره جستند. با به كارگيرى تكنيك هاى پيچيده مدل سازى در حجمى معادل ۲۵ ترابايت (۲۰ ميليون مگابايت) محققان قادرند گذشته تكاملى نزديك به ۲۰ ميليون كهكشان و سياه چاله هاى بسيار عظيمى كه بعضاً به شكل اختروش ها در قلب آنها مشاهده مى شوند را بررسى كنند. تلسكوپ هايى كه به آشكارسازهاى امواج مايكروويو مجهز هستند قادرند تصاويرى از زمانى كه هستى فقط ۴۰۰ هزار سال عمر داشت به دست دهند. تنها ساختار آن زمان موج هاى ضعيفى در درياى يكنواختى از ذرات و تشعشعات بودند. سپس قوه جاذبه باعث تكامل اين تشعشعات به صورت ساختارهاى باشكوهى كه امروزه مى بينيم، شد. اين همان پيشرفت و تكاملى است كه شبيه سازى هزاره براى بررسى آن طراحى شده است. پيشرفت هاى اخير در علم كيهان شناسى حاكى از آن است كه ۷۰ درصد عالم هستى شامل انرژى تاريك است، ميدان نيروى مرموزى كه باعث انبساط سريع روزافزون هستى مى شود. حدود يك چهارم ديگر شامل جرم تاريك سرد است، نوع جديدى از ذره ابتدايى كه هنوز نمونه اى از آن مستقيماً بر روى زمين كشف نشده است و تنها در حدود ۵ درصد هستى از ماده معمول اتمى كه ما با آن آشنا هستيم تشكيل شده كه بيشترين سهم آن هم مربوط به اتم هاى هيدروژن و هليوم است. تمامى اين اجزا در شبيه سازى هزاره مورد استفاده قرار گرفته اند. دكتر ولكا اسپرينگل كه سرپرستى اين پروژه را بر عهده دارد مى گويد: «بسيارى از اخترشناسان بر اين باور بودند كه تطبيق رشد تدريجى ساختار پيش بينى شده با تصاوير استاندارد ناممكن است. وقتى كه ما مدل سازى كهكشان و تشكيل اختروش را آزمايش كرديم فهميديم كه سياه چاله هاى حجيم در مدت زمانى كوتاه به شكل كاملى مى رسند تا اطلاعاتى در مورد اين اختروش هاى نادر به ما بدهند. شبيه سازى هزاره اولين ظهور كهكشان را هنگامى ارائه مى كند كه جهان فقط چند صد ميليون سال عمر داشت، كه امروزه آنها به حجيم ترين كهكشان هاى واقع در مراكز بزرگترين خوشه هاى كهكشان تبديل شده اند.»براى پروفسور كارلوس فرانك، عضو انستيتوى كيهان شناسى كامپيوترى دانشگاه دورهام، جالب ترين جنبه نتيجه مقدماتى اين حقيقت است كه شبيه سازى هزاره براى اولين بار ثابت كرد كه الگوهاى مشخص در مورد توزيع جرم در دوران ابتدايى و همچنين نقشه هاى مايكروويو قابل رؤيت كماكان بايد ارائه شوند و در توزيع ديدارى كهكشان ها بايد قابل كشف باشند. اگر بتوانيم مارپيچ هاى باريون را به خوبى اندازه گيرى كنيم آنها الگوهاى اندازه گيرى استانداردى براى تعيين ژئومترى و تاريخ انبساط هستى و در نتيجه فهم ماهيت انرژى تاريك به ما ارائه مى دهند.پروفسور ريچارد ويد مى گويد: «اين شبيه سازى، تصاوير متناوبى توليد مى كند كه واقعه مهمى براى فهم چگونگى شكل ابتدايى هستى ارائه مى كند. شبيه سازى هزاره نمونه درخشانى از ارتباط بين تئورى و تجربه در اخترشناسى به عنوان جديدترين مشاهدات اخترفيزيكى اشياء است كه مى تواند براى تست پيش بينى هاى تئورى مدل هاى تاريخچه هستى مورد استفاده قرار گيرد.طبق گفته پروفسور سيمون وايت، جالب ترين و گسترده ترين كاربردهاى شبيه سازى هزاره هنوز قابل بررسى است. فعاليت هاى ديدارى جديد، اطلاعات دقيق بى سابقه اى را در اختيار ما قرار مى دهند. توانايى ما براى پيش بينى نتايج تئورى هاى ما در صورتى كه بخواهيم اين اطلاعات را به نحو مؤثرى براى فهم اصل و ماهيت جهان به كار بريم بايد به سطح دقيقى از تطبيق برسيم. شبيه سازى هزاره ابزار منحصر به فردى است كه كارهاى زيادى مى تواند براى ما انجام دهد. بزرگترين رسالت ما در حال حاضر در دسترس قرار دادن اين توان براى اخترشناسان اقصى نقاط جهان است تا آنها بتوانند اطلاعات مدل هاى كهكشان و شكل گيرى اختروش هاى خودشان را به منظور ترجمه و تفسير وارد اين شبيه ساز كنند.
ParsSky.com