ساخت جهان مجازی درون یک ابرکامیپوتر

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از sciencealert، همانطور که به مطالعه آنچه امروزه می‌بینیم، می‌پردازیم دانشمندان برای درک بهتر درباره گذشته و آینده جهان به شبیه‌سازی تکیه می‌کنند و حالا رکورد بزرگ‌ترین جهان شبیه‌سازی شده در کامپیوتر شکسته شده است.

با استفاده از یک ابرکامپیوتر عظیم تقریبا 25 میلیارد کهکشان مجازی مدل‌سازی شد، تمامی محاسبات انجام شده برای این کار شامل بیش از دو تریلیون ذرات دیجیتال شده است و مقدار داده‌هایی که این ابرکامپیوتر نگهداری می‌کند باعث می‌شود مغزتان سوت بکشد.

این شبیه‌سازی توسط اخترشناسان دانشگاه زوریخ در سوئیس توسعه یافته است و قرار است برای سنجیدن آزمایشات در حال انجام روی ماهواره اقلیدس به کار گرفته شود. این ماهواره که در سال 2020 پرتاب خواهد شد، به بررسی رموز ماده تاریک و انرژی تاریک می‌پردازد.

رومین تیسیر، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، در این باره توضیح می‌دهد: «ماهیت انرژی تاریک همچنان یکی از معماهای حل نشده در علم مدرن باقی مانده است».

اقلیدس قادر نخواهد بود ماده تاریک را به صورت مستقیم ببیند، این ماده به شدت گریزان است، اما توانایی این را دارد که تاثیر ماده تاریک روی باقی جهان هستی را مشاهده کند و محاسبات مدل شبیه‌سازی به این ماهواره در شناسایی آنچه باید به دنبالش باشد، کمک می‌کند.

هرچه که این پیش‌بینی‌های نظری دقیق‌تر باشد، مقیاس بررسی‌های بزرگ آینده در حل رمز و راز جهان تاریک کارآمدتر خواهد بود. برای رسیدن به بهترین دقت ممکن در شبیه‌سازی، محققان سه سال را صرف توسعه نوع جدیدی از کد به نام «PKDGRAV3» کردند که به طور خاص برای اجرا روی ساختار آخرین ابرکامپیوتر طراحی شده بود.

بخشی از شبیه‌سازی؛ هاله‌های ماده تاریک با توده‌های زردرنگ نشان داده شده است

تیم تحقیقاتی با بهینه‌سازی دقیق الگوریتم استفاده شده در جهان شبیه‌سازی شده قادر به کاهش زمان مورد نیاز برای تصویرسازی ۱۳/۸ میلیارد سال از تاریخ اعماق فضا از زمان بیگ بنگ شدند.

هنگامی‌که کدها روی ابرکامپیوتر «پیز دینت» در مرکز ملی ابرکامیپوتری سوئیس تست شدند، تنها 80 ساعت طول کشید که کدها به همراه شبیه‌سازی رکود شکن خود بالا بیایند.

محاسباتی که این کدها اجرا می‌کنند روشی را که ماده تاریک سیال تحت جاذبه خود تکامل می‌یابد، آنالیز می‌کند. در تکامل ماده تاریک سیال، چیزی که ما با نام هاله‌های ماده تاریک می‌شناسیم، تشکیل می‌شود؛ ستاره‌شناسان گمان می‌کنند غلظت کمی از این ماده کهکشان‌هایی مانند کهکشان راه شیری را پوشانده است.

در طی دهه آینده، وقتی که اقلیدس ماموریت خود در فضا را آغاز می‌کند، نور میلیاردها کهکشان را جذب خواهد کرد اما هدف اصلی آن شکار تغییرات ظریفی در این نورها خواهد بود که توسط توده نامرئی(ماده تاریک) ایجاد می‌شود.

به گفته دانشمندان، این کار مانند یافتن تحریف نور از طریق یک جام شیشه‌ای ناهموار است.

براساس مشاهدات انجام شده روی شتاب انبساط جهان، دانشمندان گمان می‌کنند که ماده تاریک و انرژی تاریک 95 درصد از جهان هستی را تشکیل می‌‌دهند.

وقتی که اقلیدس وارد مدار شود، نگاه دقیق‌تری خواهد داشت و کدهای شبیه‌سازی جدید از سوئیس به آن کمک خواهد کرد تا بفهمد آنچه در حال اندازه‌گیری است، چیست.

به لطف پیشرفت تکنولوژی، حالا می‌توانیم ببینیم که چقدر در فضا پیش رفته‌ایم و چقدر سریع قادر به پردازش داده‌های مخابره شده به زمین هستیم. ماهواره اقلیدس یک نقشه توموگرافی از جهان هستی رسم خواهد کرد.

مترجم: هانا حیدری