دانشمندان از ابررایانه‌ها برای ایجاد «جهان مصنوعی» استفاده کرده‌اند که به آنها کمک می‌کند تا پیش‌بینی کنند که نسل بعدی ابر تلسکوپ‌ها وقتی چشمان خود را به فضا باز کنند، چه خواهند دید.
هر دو تلسکوپ “جهان تاریککارآگاهان در حال بررسی دو راز مهم در کیهان‌شناسی هستند: انرژی تاریک و ماده تاریک، گاهی اوقات به طور جمعی به عنوان “جهان تاریک” نامیده می شود. به طور خاص، این خبر به 10 میلیارد دلار می رسد تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) امروز، 12 جولای، دو سال از ارائه نتایج علمی را جشن می گیرد. JWST تأثیر بسیار زیادی بر نجوم داشته است و محققان همچنان در تلاش برای درک برخی از چیزهای شگفت انگیزی است که دیده است.
کیهان مصنوعی تازه ایجاد شده باید به دانشمندان کمک کند تا از حداقل برخی از عناصر غافلگیرکننده که ناسا هر دو نانسی گریس فضای رومی تلسکوپ و رصدخانه Vera C. Rubin شروع به کاوش در جهان کنید، اگرچه این تلسکوپ ها بدون شک هنوز برخی از لذت های غیرمنتظره خود را نشان خواهند داد.
این جهان شبیه سازی شده با تتا ایجاد شد ابر رایانه در آزمایشگاه ملی آرگون در ایلینوی به عنوان بخشی از یک پروژه گسترده تر به نام OpenUniverse.
متصل: فیزیک عجیب در لبه‌های سیاهچاله‌ها ممکن است به حل مشکلات هابل کمک کند
شبیه‌سازی فضایی شامل نزدیک به 4 میلیون تصویر شبیه‌سازی شده است که جهان را آن‌طور که باید در روم به نظر برسد، که قرار است در سال 2027 پرتاب شود، و روبین مستقر در زمین، که در حال حاضر در بالای سرو پاچون، کوه در شمال شیلی در دست ساخت است، به تصویر می‌کشد.
کاترین هیتمن، معاون بخش فیزیک انرژی بالای Argonne که مدیریت زمان ابررایانه پروژه را بر عهده دارد، گفت: «با استفاده از دستگاه تتا که اکنون بازنشسته شده است، ما در حدود 9 روز کاری را که حدود 300 سال طول می‌کشد بر روی لپ‌تاپ شما انجام دادیم. در بیانیه ای گفت. نتایج تلاش‌های آتی رومن و روبین برای روشن کردن ماده تاریک و انرژی تاریک را شکل می‌دهد، در حالی که به سایر دانشمندان پیش‌نمایشی از انواع چیزهایی که می‌توانند با استفاده از داده‌های تلسکوپ‌ها مطالعه کنند، ارائه می‌دهد.
روشن کردن جهان تاریک
اگرچه آنها رصدخانه های بسیار متفاوتی هستند، اما رومن، واقع در حدود یک میلیون مایل از زمین، و روبین، واقع در ارتفاع بالا در جو خشک و تمیز شمال شیلی، مطالعه خواهند کرد. رمز و راز انرژی تاریک
“انرژی تاریک” نامی جایگزین نیروی اسرارآمیز است که ابدی را هدایت می کندتسریع در گسترش از فضا؛ ماهیت چنین گسترش یک راز باقی مانده است. ثابت شده است که این ماده برای دانشمندان آزاردهنده است زیرا انرژی تاریک بر کیهان مسلط است و حدود 68 تا 70 درصد از کل بودجه ماده و انرژی کیهان را تشکیل می دهد.
شبیه‌سازی OpenUniverse می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا نشانه‌های انرژی تاریکی را که وقتی رومن و روبین شروع به ارائه تصاویر می‌کنند، ببینند، بهتر درک کنند. این می تواند به این معنی باشد که حتی اثر انگشت های کم رنگ انرژی تاریک می تواند به نتایج علمی مهمی در خارج از دروازه منجر شود.
جیم چیانگ، دانشمند آزمایشگاه ملی شتابدهنده که به ایجاد شبیه‌سازی کمک کرد، در بیانیه‌ای گفت: OpenUniverse به ما امکان می‌دهد انتظارات خود را از آنچه می‌توانیم با این تلسکوپ‌ها تشخیص دهیم، کالیبره کنیم. “این به ما فرصتی می دهد تا فرآیندهای پردازش خود را تمرین کنیم، کدهای تجزیه و تحلیل خود را بهتر درک کنیم و نتایج را به طور دقیق تفسیر کنیم تا بتوانیم به محض اینکه داده های واقعی وارد می شوند آماده استفاده از آنها باشیم.”
رومن و روبین همچنین بر درک ماده تاریک که حدود 26 درصد از ماده و انرژی باقی مانده در کیهان را تشکیل می دهد، تأثیر خواهند گذاشت. این مأموریت مخصوصاً برای روبین شاعرانه خواهد بود زیرا به نام او نامگذاری شده است ورا روبینستاره شناس آمریکایی که وجود ماده تاریک را در کهکشان ها کشف کرد.
ماده تاریک مشکل آفرین است زیرا نه با نور و نه با ماده معمولی برهمکنش می‌کند – یا اگر اینطور باشد، این برهمکنش‌ها آنقدر ضعیف و نادر هستند که نمی‌توانیم آنها را تشخیص دهیم. این بدان معنی است که ماده تاریک نمی تواند از آن تشکیل شود الکترون ها، پروتون ها و نوترون ها مثل زندگی روزمره این به این دلیل است که ماده روزمره مطمئناً با نور و با خودش تعامل دارد.
ستاره شناسان فقط می توانند وجود ماده تاریک را از برهم کنش آن با گرانش استنباط کنند که به نوبه خود بر ماده روزمره و عبور نور تأثیر می گذارد.
روبین و رومن – به نام نانسی گریس رومناولین رئیس علمی ناسا، که با علاقه “مادر هابل” نامیده می شود و در وهله اول برای ساخت تلسکوپ های فضایی قدرتمند تلاش می کرد، به دنبال این اثرات خواهد بود.
این تحقیقات جهان تاریک که توسط روبین و رومن انجام می شود، کار بدی نخواهد بود. روبین که قرار است در سال 2025 پرتاب شود، به بزرگترین دوربین دیجیتال ساخته شده برای کاوش در جهان تاریک متکی خواهد بود، در حالی که رومن نمای بسیار وسیع تری از فضا را ارائه خواهد کرد. تلسکوپ فضایی هابل یا JWST می تواند.
در واقع، حتی شبیه‌سازی آنچه که این تلسکوپ‌ها می‌بینند، کار پیچیده‌ای بود که به قدرت محاسباتی عظیمی نیاز داشت. با این حال، اکنون که این آماده است، تیم OpenUniverse مطمئن است که مزایای آن به زودی آشکار خواهد شد.
کیزلینگ در پایان گفت: «ما در ساده‌سازی این خطوط لوله و قابل استفاده کردن آنها پیشرفت خارق‌العاده‌ای داشته‌ایم. اکنون ما می‌خواهیم مردم کار با شبیه‌سازی‌ها را شروع کنند تا ببینند چه پیشرفت‌هایی می‌توانیم انجام دهیم و برای استفاده مؤثر از داده‌های آینده آماده شویم.»
