تكشف محاكاة MIT الجديدة عن رؤى مهمة حول أصل الكون

خلق الواقع بشكل عفوي هو أمر محير.

أطلق الانفجار العظيم ، على سبيل المثال ، كونًا من الطاقة والمادة القيمة في ثانية واحدة ، ثم طار في جميع الاتجاهات بسرعة الضوء حيث تجاوزت درجات الحرارة في جميع أنحاء الكون المتنامي 1000 تريليون درجة مئوية. على مدى المائتي مليون سنة القادمة ، سوف يبرد الكون ، ويمكن أن تتشكل الجسيمات التي تتجاوز الكواركات والفوتونات – عندما ظهرت ذرات حقيقية مثل الهيدروجين والهيليوم – تسمى العصور المظلمة ، ولن تكون النجوم موجودة. لتوفير الضوء.

ومع ذلك ، في نهاية المطاف ، تقلصت الغيوم الشاسعة للغازات الأولية إلى نقطة الاشتعال ، وجلبت الضوء إلى الكون المظلم سابقًا وتوجيه العملية. ، وهذا هو السبب في أن الكون ليس إجمالي كتلة ذرات الهيدروجين والهيليوم بعد. العملية الفعلية التي يتفاعل من خلالها الضوء من تلك النجوم الجديدة مع غيوم الغاز المحيطة لتكوين بلازما مؤينة ليست مفهومة تمامًا ، ولكن مجموعة يعد النموذج الرياضي لهذه الحقبة المضطربة هو الأكبر والأكثر شمولاً على الإطلاق.

ال المحاكاة ، سميت في الذاكرة يحاكي إله الفجر فترة إعادة التأين الكوني التي ترى التفاعلات بين الغازات والجاذبية والإشعاع على فترات 100 مليون سنة ضوئية مكعبة. يفحص الباحثون التسلسل الزمني الاصطناعي من 400000 سنة إلى مليار سنة بعد الانفجار العظيم ويرون كيف يؤثر تغيير المتغيرات المختلفة في النموذج على التأثيرات الناتجة.

قال آرون سميث ، زميل ناسا أينشتاين في معهد إم آي تي ​​كاولي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء: “الأمة تعمل كجسر للكون المبكر”. . “إنها تهدف إلى أن تكون بمثابة محاكاة ممتازة لمنشآت المراقبة القادمة التي تكون جاهزة بشكل أساسي لتغيير فهمنا للكون.”

نظرًا لطريقة جديدة لرصد تفاعل الضوء مع الغاز مع تكوينات مجرة ​​منفصلة ونماذج سلوك الغبار الكوني ، فهي أكثر تفصيلاً من أي محاكاة سابقة.

قال راهول كانان من مركز هارفارد سميثسونيان الفلكي: “يتابع ثيسون كيفية تفاعل الضوء المنبعث من هذه المجرات الأولى مع الغاز خلال المليار سنة الأولى ، ويؤين الكون من المحايد”. قال علم الفلك في هذا المشروع أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. “بهذه الطريقة ، نتبع عملية إعادة التأين التلقائي عندما يخرج.”

تخفيف هذه المحاكاة كمبيوتر عملاق في كورشينج ، ألمانيا. ستعمل نواة الحوسبة البالغ عددها 60000 نواة على تقليل العدد المطلوب لـ Deson بمقدار 30 مليون ساعة من وحدة المعالجة المركزية. لقد شهد الفريق بالفعل نتائج مفاجئة من التجربة.

قال كنان: “اكتشف ثيسون أن الضوء لا يسافر لمسافات طويلة في الكون”. “في الواقع ، هذه المسافة صغيرة جدًا ، حيث تزداد 10 مرات في بضع مئات من ملايين السنين وتزداد فقط في نهاية التأين.”

أي في نهاية فترة إعادة التأين ، سافر الضوء أبعد مما اكتشفه الباحثون سابقًا. كما أشاروا إلى أن نوع وكتلة المجرة يمكن أن يؤثروا على عملية إعادة التركيب ، على الرغم من أن فريق Theson أشار بسرعة إلى أن الملاحظات في العالم الحقيقي يجب تأكيدها قبل تأكيد هذه الفرضية.