بزرگ‌ترین شبیه‌سازی تاریخ کیهان

دانشمندان در خبری شگفت‌انگیز، از بزرگ‌ترین شبیه‌سازی تاریخ کیهان پرده‌برداری کرده‌اند. این دستاورد عظیم، محصول تلاش کنسرسیوم اقلیدس (Euclid Consortium: گروه بین‌المللی مسئول مدیریت تلسکوپ فضایی اقلیدس)، یک نقشهٔ مجازی از ۳.۴ میلیارد کهکشان و ردیابی برهم‌کنش‌های گرانشی بیش از ۴ تریلیون ذره است. این جهان دیجیتال که فلگ‌شیپ ۲ (Flagship 2) نام گرفته، همچون آینه‌ای است که کیهان واقعی را با جزئیاتی بی‌سابقه بازتاب می‌دهد.

این شاهکار محاسباتی بر پایهٔ الگوریتمی استوار است که توسط یواخیم اشتادل (Joachim Stadel)، اخترفیزیک‌دان دانشگاه زوریخ، طراحی شده است. در سال ۲۰۱۹، اشتادل با بهره‌گیری از ابررایانهٔ پیز دینت (Piz Daint: که در آن زمان سومین ابررایانهٔ قدرتمند جهان بود)، این مدل مجازی خارق‌العاده را از دل محاسبات پیچیده بیرون کشید.

جولیان آدِمِک (Julian Adamek)، از همکاران این پروژه در دانشگاه زوریخ، اهمیت این دستاورد را این‌گونه توصیف می‌کند: این شبیه‌سازی‌ها برای آماده‌سازی تحلیل داده‌های اقلیدس حیاتی هستند. از سال ۲۰۲۳، تلسکوپ فضایی اقلیدس (Euclid space telescope: رصدخانه‌ای فضایی که توسط آژانس فضایی اروپا برای کاوش در کیهان تاریک پرتاب شده است) سفر خود را برای نقشه‌برداری از میلیاردها کهکشان در پهنهٔ کیهان آغاز کرده است. هدف اصلی این مأموریت، مطالعهٔ توزیع انرژی تاریک (dark energy: نیرویی اسرارآمیز که عامل انبساط شتاب‌دار کیهان است) و مادهٔ تاریک (dark matter: ماده‌ای نامرئی که کهکشان‌ها را کنار هم نگه می‌دارد) است. این فضاپیما در نهایت حدود یک‌سوم از آسمان شب را پویش خواهد کرد و با حجم عظیمی از داده‌ها باز خواهد گشت. شبیه‌سازی‌هایی مانند فلگ‌شیپ ۲، همچون یک راهنمای دقیق، به دانشمندان کمک می‌کنند تا این اقیانوس داده را سریع‌تر و بهینه‌تر تحلیل کنند.

با اینکه تیم پژوهشی انتظار دارد مشاهدات اقلیدس تا حد زیادی با پیش‌بینی‌های این شبیه‌سازی همخوانی داشته باشد، اما همه برای شگفتی‌های غیرمنتظره آماده‌اند. فلگ‌شیپ ۲ بر اساس مدل استاندارد کیهان‌شناسی (standard cosmological model: چارچوب نظری فعلی ما برای توصیف ساختار و تکامل کیهان) ساخته شده است. اما مأموریت‌هایی همچون اقلیدس دقیقاً برای به چالش کشیدن دانش کنونی ما طراحی شده‌اند. به گفتهٔ اشتادل: ما هم‌اکنون نیز نشانه‌هایی از تَرَک در مدل استاندارد را مشاهده می‌کنیم.

هیجان اصلی تیم پژوهشی، معطوف به راز انرژی تاریک است. در مدل استاندارد، انرژی تاریک صرفاً یک ثابت کیهانی در نظر گرفته می‌شود. اما مشاهدات اقلیدس، که نگاهی به گذشته تا ۱۰ میلیارد سال پیش خواهد انداخت، ممکن است ویژگی‌های متفاوتی را آشکار کند. آدِمِک می‌گوید: ما می‌توانیم ببینیم که کیهان در آن زمان چگونه منبسط می‌شد و اندازه‌گیری کنیم که آیا این ثابت، واقعاً ثابت باقی مانده است یا نه.

نخستین داده‌های رصدی اقلیدس در مارس ۲۰۲۵ منتشر شد و مجموعه داده‌های بعدی برای بهار ۲۰۲۶ برنامه‌ریزی شده است. این سفر علمی، تازه آغاز شده است و هر دادهٔ جدید، می‌تواند فصلی نو در کتاب شناخت ما از کیهان بگشاید.

space.com