سماع کهکشانی ماده و انرژی

شنبه 2 آذر 1398 - 08:09
کد مطلب: 1043679
ذ

شکل‌گیری کهکشان‌ها رقص پیچیده‌ای بین ماده و انرژی است که ایجاد آن در مرحله‌ای از نسبت‌های کیهانی میلیارد‌ها سال طول می‌کشد. تنوع کهکشان‌ها که امروزه مشاهده می کنیم، ناشی از «بیگ‌بنگ» یکی از دشوارترین معماهای حل نشده کیهان‌شناسی است. حال دانشمندان توانستند به دقیق‌ترین پیاده سازی کهکشان برسند.

به گزارش گروه علم و فناوری ایسکانیوز، تیمی بین‌المللی از دانشمندان برای رسیدن به تاریخ هستی دقیق‌ترین مدل مقیاس بزرگ جهان را ایجاد کرده اند؛ شبیه سازی که آن را «TNG50» می‌نامند. جهان مجازی آنها، حدود 230 میلیون سال نوری عرض و حاوی ده‌ها هزار کهکشان در حال تحولات با جزئیات است که قبلاً فقط در مدل‌های تک کهکشان دیده می شد. این شبیه سازی بیش از 20 میلیارد ذره را به نمایندگی از ماده تاریک، گازها، ستارگان و سیاه‌چاله های فوق‌العاده طی یک دوره 13.8 میلیارد ساله دنبال کرده است.

وضوح و مقیاس بی سابقه این پیاده سازی به محققان اجازه می دهد تا بینش های کلیدی را در مورد جهان گذشته خود جمع کنند و نشان می‌دهد که کهکشان‌های مختلف با آن شکل عجیب و غریب چگونه به وجود می آیند و چگونه انفجارهای ستاره‌ای و سیاه چاله‌ها باعث این تحول کهکشانی شده‌اند.

TNG50 آخرین شبیه‌سازی است که توسط پروژه IllustrisTNG ایجاد شده است و هدف آن ساختن تصویر کاملی از چگونگی تکامل جهان ما از زمان بیگ بنگ و تولید یک جهان مقیاس بزرگ بدون از بین بردن جزئیات تک کهکشان‌ها است.

«پاول توری» استادیار فیزیک دانشگاه فلوریدا و از محققان این طرح اعلام کرد که این شبیه سازی‌ها مجموعه داده های عظیمی هستند که می توانیم با تفکیک و درک شکل گیری و تکامل کهکشان‌ها در آنها دانش زیادی به دست آوریم.

آنچه که اساساً در مورد TNG50 جدید است، این‌ست که شما با استفاده از یک تصویر واضح می توانید به اندازه گیری جرم و فضای داخل کهکشان ها بپردازید و از نحوه شکل گیری و ساختار داخلی این جهان اطلاعاتی به‌دست آورید.

این شبیه سازی به 16000 هسته پردازشی ابر رایانه Hazel Hen در اشتوتگارت آلمان که بیش از یک سال به طور مداوم اجرا می شد، احتیاج داشت. همین محاسبات برای یک سیستم با پردازنده‌ای واحد 15 هزار سال به طول می‌انجامید.

«دیلان نلسون»، از انستیتوی اخترفیزیک ماکس پلانک آلمان اعلام کرد که آزمایش‌های عددی از این نوع (به‌ویژه زمانی که خروجی آن‌ها بیش از ورودی است) معمولا موفقیت‌آمیز هستند. در شبیه سازی پدیده هایی را می‌بینیم که به طور صریح با کد شبیه سازی برنامه نویسی نشده‌اند. این پدیده ها با روشی طبیعی و از اثر متقابل پیچیده اجزای فیزیکی اساسی مدل جهان ما ظاهر می شوند.

این پیاده سازی می‌تواند برای درک اینکه چرا امروزه جهان ما بعد از بیگ‌بنگ 13.8 میلیارد ساله به نظر می‌رسد، ضروری باشد.

محققان با استفاده از TNG50 به چگونگی به‌وجود آمدن کهکشان‌ها از ابرهای گاز پی بردند. آنها کشف کردند کهکشان‌های دیسک شکل مشترک در همسایگی کیهانی ما به طور طبیعی در شبیه سازی آنها ظاهر می‌شوند و ساختارهای داخلی مانند بازوهای مارپیچی، برآمدگی هایی از سیاه‌چاله‌های مرکزی آنها تولید می‌شود.

وقتی آنها جهان تولید شده رایانه‌ای خود را با مشاهدات واقعی مقایسه کردند، دریافتند که جمعیت کهکشان‌های آنها از نظر کیفی با واقعیت مطابقت دارد.

انفجارهای ابرنواختر و سیاه‌چالههای فوق العاده در قلب هر کهکشان، جریان‌های پر سرعت گاز را ایجاد کردند. فشار گرانش سرانجام بخش اعظم این گاز را دوباره به دیسک کهکشان بازگرداند و توزیع مجدد آن به لبه بیرونی یک حلقه بازخورد جریان و خروجی گاز ایجاد کرد.

جدای از بازیافت مواد تشکیل دهنده ستاره های جدید، جریان های خروجی نیز تغییر ساختار کهکشان را نشان می دادند. گازهای بازیافت شده تبدیل کهکشان‌ها به دیسک‌های چرخشی نازک را تسریع می کنند.

این تیم قصد دارد تمام اطلاعات شبیه سازی را به طور عمومی برای اخترشناسان در سراسر جهان منتشر کند تا در مورد کهکشان مجازی خود به تحقیق بپردازد.

انتهای پیام/

178 / 159

نظرات

1- لطفا نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
2- نظرات حاوی مطالب توهین‌آمیز یا بی‌احترامی به اشخاص، قومیت‌ها، عقاید دیگران و مغایر با قوانین کشور منتشر نمی‌شود.
3- نظرات پس از تایید منتشر می‌شود.

ایسکاTV

اخبار پر بازدید

آخرین اخبار