ساخت بزرگ‌ترین همانند‌سازی تکامل جهان با دومین ابررایانه سریع دنیا_بام وطن

دومین ابررایانه سریع جهان، پیچیده‌ترین همانند‌سازی رایانه‌ای را تا به امروز به وجود اورده است. مقصد از این همانند سازی، آزمایش اتفاق‌ای است که پژوهشگران آن را به گفتن «هیدرودینامیک کیهانی» توصیف می‌کنند.

به نقل از اسپیس، ابررایانه موسوم به «فرانتیر»(Frontier) که در «آزمایشگاه ملی اوک ریج»(ORNL) قرار دارد، به گفتن اولین ابررایانه اگزامقیاس ساخته شده است. فرانتیر سریع‌ترین ابررایانه جهان می بود تا این که در نوامبر ۲۰۲۴ یک ابررایانه دیگر به نام «ال کاپیتان»(El Capitan) در «آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور»(LLNL) از آن پیشی گرفت.

گروهی از پژوهشگران «آزمایشگاه ملی آرگون»(Argonne National Laboratory) به سرپرستی «سلمان حبیب»(Salman Habib) مدیر قسمت علوم این آزمایشگاه، «از کد کیهان‌شناسی شتاب‌دهنده سخت‌افزار/هیبرید»(HACC) ابررایانه فرانتیر منفعت گیری کردند. HACC که اولین بار نزدیک به ۱۵ سال پیش گسترش یافت، تکامل جهان را مدل‌سازی می‌کند و کد آن به طوری نوشته شده که در هر زمان می‌توان آن را با سریع‌ترین ابررایانه تطبیق داد.

همانند‌سازی‌های به‌دست‌آمده از تعداد بسیاری جهات به اندازه یک بازدید نجومی عمیق همانند «نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون»(SDSS) یا بازدید‌های آتی «رصدخانه ورا روبین»(Vera Rubin Observatory) بزرگ و دقیق می باشند.

حبیب او گفت: اگر بخواهیم یک قسمت بزرگ از جهان را همانند‌سازی کنیم که توسط تلسکوپ‌های بزرگی همانند رصدخانه ورا روبین در شیلی بازدید شده است، درمورد بازدید قسمت‌های قابل توجهی از زمان سخن بگویید می‌کنیم. این قسمت‌های بزرگ وقتی، میلیاردها سال انبساط را شامل خواهد شد. تا همین اواخر، ما حتی نمی‌توانستیم این چنین همانند‌سازی بزرگی را فکر کنیم.

همانند‌سازی‌های نیرومندتر برای گنجاندن نیروها و اثرات فرد دیگر به غیر از گرانش مورد نیاز بودند و اینجاست که فرانتیر با حمایتیک پروژه ۱.۸ میلیارد دلاری وزارت انرژی آمریکا به نام «اگزااسکای»(ExaSky) داخل عمل می‌شود.

در مدل استاندارد کیهان‌شناسی، دو مولفه ماده تاریک و انرژی تاریک غالب می باشند. حبیب در ادامه گفت: اگر می‌خواهیم بدانیم که جهان به کدام سو می‌رود، باید هر دو مولفه ماده تاریک و انرژی تاریک، گرانش و این چنین همه اتفاق‌های فیزیکی دیگر از جمله گاز داغ و روال راه اندازی ستاره‌ها، سیاه‌چاله‌ها و کهکشان‌ها را همانند‌سازی کنیم. ما این کار را همانند‌سازی هیدرودینامیک کیهانی می‌نامیم.

این همانند‌سازی‌ها که در دسترس جامعه نجومی قرار خواهند گرفت، به پژوهشگران امکان خواهند داد تا مدل‌های کیهانی خود را بازدید کنند و سؤالاتی را درمورد ماهیت ماده تاریک، قوت انرژی تاریک یا مدل‌های جانشین گرانش همانند «دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده»(MOND) بپرسند. سپس می‌توان همانند‌سازی‌ها را با آنچه که بازدید‌های نجومی واقعی اشکار می‌کنند قیاس کرد تا اشکار شود کدام مدل به بهترین وجه با مشاهدات مطابقت دارد.