الكون الاصطناعي يتيح لك “رؤية وسماع” المجرات المتطورة منذ فجر التاريخ (فيديو)

هل حلمت يومًا بالتواجد أثناء ولادة المجرات الأولى؟ ربما نكون قادرين على المضي قدمًا عبر مليارات السنين من التطور الكوني لمشاهدة تلك المجرات تنمو وتشكل الكون الذي نعرفه اليوم؟ بالطبع، هذا غير ممكن للأسف. لكن بفضل محاكاة سمعية وبصرية ثورية جديدة وفريدة من نوعها لـ “الأكوان الافتراضية”، طور العلماء أفضل صورة للتطور الكوني حتى الآن، ويمكنك أنت أيضًا رؤيتها وسماعها!

تستخدم أكوان COLIBRE الافتراضية النموذج القياسي لعلم الكونيات لنمذجة ديناميكيات الغبار والغاز المجري البارد، والتي تشكل اللبنات الأساسية للكون. النجوم، من المليار سنة الأولى بعد الانفجار العظيم إلى يومنا هذا. مع قوة حاسوبية أكبر مما كانت متاحة سابقًا لعمليات المحاكاة الكونية الأخرى، طورت COLIBRE كونًا اصطناعيًا يشبه إلى حد كبير ملاحظات الكون. تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) كان يصنع الكون المبكر. على هذا النحو، يقدم البحث التحقق من صحة النموذج القياسي لعلم الكونيات، المعروف أيضًا باسم نموذج لامدا للمادة المظلمة الباردة (LCDM).

ومن المثير للاهتمام أن هذا الكون الاصطناعي مقنع للغاية لدرجة أن بعض علماء الفلك يقومون بأشياء مزدوجة.

“من الممتع أن نرى “المجرات” تخرج من جهاز الكمبيوتر الخاص بنا والتي تبدو غير قابلة للتمييز عن الشيء الحقيقي وتشترك في العديد من الخصائص التي يقيسها علماء الفلك في البيانات الحقيقية، مثل عددها وسطوعها وألوانها وأحجامها،” كارلوس فرينك، عضو فريق COLIBRE. قال في بيان. “أحب أن أثير استفزاز زملائي المراقبين بسؤالهم: “من أي كتالوج للمجرات تعتقد أن هذه الصور جاءت منها؟” والأمر الأكثر لفتًا للانتباه هو أننا قادرون على إنتاج هذا الكون الاصطناعي فقط من خلال حل المعادلات الفيزيائية ذات الصلة في الكون المتوسع”.

يتم تشغيل المحاكاة على الكمبيوتر العملاق COSMA8 في جامعة دورهام، وقد تغلبت على التحدي الذي وجده الآخرون لا يمكن التغلب عليه: نمذجة الغاز البارد. لكن صعوبة مثل هذه النمذجة كانت مشكلة لأن النجوم تتشكل عندما ينهار الغاز البارد والغبار تحت تأثير جاذبيتهما. لمحاكاة النجوم بدقة، يجب أن تكون قادرًا على محاكاة حركات الغاز البارد بدقة. كما تمكنت COLIBRE من محاكاة حبيبات الغبار الصغيرة وتأثيرها في المساعدة على تكوين جزيئات الهيدروجين وحجب الأشعة فوق البنفسجية التي من شأنها أن تمنع الغاز من التبريد وولادة النجوم.

وقال جوب شاي رئيس COLIBRE من جامعة ليدن في هولندا في البيان: “معظم الغاز الموجود داخل المجرات الحقيقية بارد ومغبر، لكن معظم عمليات المحاكاة الكبيرة السابقة كان عليها تجاهل ذلك”. “مع COLIBRE، قمنا أخيرًا بإحضار هذه المكونات الأساسية إلى الصورة.”

ومع ذلك، وعلى الرغم من جودة الأكوان الاصطناعية، لا يزال هناك لغز كوني واحد كشف عنه تلسكوب جيمس ويب الفضائي ولم يتمكن من الإجابة عليه. هذه هي ما يسمى بـ “النقاط الحمراء الصغيرة” التي شاهدتها هذه الأداة بكثرة خلال فترة واحدة من الزمن الكوني.

قد يكون السبب في ذلك هو أن هذه الأجسام الغامضة – التي تظهر بأعداد كبيرة بعد 600 مليون سنة من الانفجار الكبير ولكنها تختفي بعد أن يبلغ عمر الكون حوالي 1.5 مليار سنة – ثقيلة الوزن. الثقب الأسود بذور.

على الرغم من أن معظم عمليات المحاكاة قد اكتملت في عام 2025، إلا أن بعضها لا يزال قيد التشغيل، وسوف يستغرق تحليل البيانات التي تم تسليمها بالفعل سنوات.

وقال جيمس ترايفورد، من جامعة بورتسموث بالمملكة المتحدة، الذي قاد تطوير نموذج الغبار الخاص بكوليبر وصوتنة تصوراته، في البيان: “نحن متحمسون ليس فقط بشأن العلم، ولكن أيضًا بشأن إنشاء طرق جديدة لاستكشافه”. “يمكن لهذه الأدوات أن توفر رؤى جديدة، وتجعل مجالنا أكثر سهولة، وتساعدنا على بناء الحدس حول كيفية نمو المجرات وتطورها.”

تم نشر بحث COLIBRE يوم الاثنين (13 أبريل) في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.