توسط : 
کهکشان راه شیری با بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره همواره یکی از بزرگترین چالشهای علمی برای شبیهسازی کامل بوده است. تلاشهای پیشین تنها توانسته بودند بخشهایی از این عظمت را در قالب مدلهای محدود بازسازی کنند؛ اما اکنون تیمی از محققان مرکز RIKEN ژاپن موفق شدهاند با بهرهگیری از روشهای نوین محاسباتی، تصویری جامع از تکامل ستارگان و ساختار کهکشان در بازهای ۱۰ هزار ساله ارائه دهند. این پروژه نهتنها یک دستاورد علمی محسوب میشود، بلکه نشاندهنده جهشی بزرگ در توان محاسباتی و الگوریتمهای شبیهسازی است.
شبیه سازی جدید و حرفهای
خبرنگار هوشنیوز گزارش میدهد که این پروژه در کنفرانس بینالمللی ابررایانهها معرفی شد و توانست توجه گستردهای را به خود جلب کند. پیشتر، شبیهسازیهای موجود تنها قادر بودند خوشههایی از حدود ۱۰۰ ستاره را بهعنوان یک واحد محاسباتی در نظر بگیرند. این موضوع باعث میشد بسیاری از رخدادهای مهم، از جمله انفجارهای ابرنواختری، در دادهها محو شوند. اما در مدل جدید، هر ستاره بهصورت مستقل ردیابی شده و تغییرات سریع آن در بازههای زمانی کوتاه ثبت میشود. این سطح از جزئیات، امکان بررسی دقیقتر فرآیندهای کیهانی را فراهم کرده و به دانشمندان اجازه میدهد تا ارتباط میان رویدادهای کوچک و ساختارهای عظیم کهکشانی را بهتر درک کنند.
براساس دادههای منتشرشده توسط universetoday، چالش اصلی این پروژه نیاز به توان پردازشی عظیم بود. محاسبات سنتی برای شبیهسازی یک میلیارد سال از تکامل کهکشان به بیش از ۳۶ سال زمان واقعی نیاز داشت. در مقابل، روش تازه توانسته همین حجم از داده را تنها در ۱۱۵ روز پردازش کند. این کاهش چشمگیر زمان، نهتنها امکان بررسی دقیقتر ساختار کهکشان راه شیری را فراهم کرده، بلکه راه را برای استفاده از این رویکرد در حوزههای دیگر مانند پیشبینی آبوهوا و مدلسازی اقلیم نیز هموار ساخته است.
تایید صحت و سقم شبیه سازی
براساس آخرین تحلیلهای اخبار هوش مصنوعی، نتایج این شبیهسازی بر روی ابررایانههای «Fugaku» و «Miyabi» آزمایش و صحت آن تأیید شد. این دستاورد نشان میدهد که میتوان میان مقیاسهای بسیار متفاوت، از رخدادهای ستارهای تا دینامیک کل کهکشان راه شیری، ارتباطی دقیق برقرار کرد. چنین رویکردی میتواند بهعنوان الگویی برای علوم دیگر نیز مورد استفاده قرار گیرد؛ جایی که نیاز به اتصال فرآیندهای کوچک و بزرگ وجود دارد.
این پروژه نهتنها برای اخترفیزیک اهمیت دارد، بلکه میتواند در حوزههای کاربردی دیگر نیز بهکار گرفته شود. برای مثال، مدلسازی اقلیم زمین نیازمند بررسی همزمان فرآیندهای کوچک مانند تغییرات دمایی محلی و فرآیندهای بزرگتر همچون جریانهای جوی جهانی است. رویکردی که در شبیهسازی راهشیری بهکار گرفته شد، میتواند الگویی برای چنین مدلسازیهای پیچیده باشد.
از سوی دیگر، این دستاورد نشاندهنده اهمیت همکاری میان دانشمندان و توسعهدهندگان فناوریهای محاسباتی است. بدون بهرهگیری از ابررایانههای پیشرفته و الگوریتمهای نوین، چنین پروژهای هرگز امکانپذیر نبود. این موضوع بار دیگر نشان میدهد که پیشرفتهای علمی و فناوری در هم تنیدهاند و تنها با همکاری میان رشتهها میتوان به نتایج بزرگ دست یافت.
جمعبندی
پژوهش تازه توانست مرزهای محاسباتی را در شبیهسازی کیهانی جابهجا کند و کل راهشیری را با جزئیات بیسابقه بازسازی نماید. این موفقیت نهتنها درک ما از تکامل ستارگان را ارتقا میدهد، بلکه الگویی نوین برای علوم پیچیده دیگر نیز ارائه میکند. اخبار هوش مصنوعی و دستاوردهای علمی نشان میدهند که آینده مدلسازیهای بزرگتر و دقیقتر از همیشه خواهد بود.
