أطلق العلماء أسرع حاسوب فائق في العالم في سعي طموح لحل بعض من أعمق أسرار الكون. حاسوب “أورورا” الفائق في مختبر أرغون الوطني، القادر على إجراء كوينتيليون عملية حسابية في الثانية، يقوم الآن باستكشاف المجال الغامض للمادة المظلمة والطاقة المظلمة التي تشكل 95% من كوننا.
لقد حيرت هذه القوى غير المرئية الباحثين لعقود. بينما تمثل المادة العادية – وهي المواد التي تتكون منها النجوم والكواكب وكل ما يمكننا رؤيته - فقط 5% من الكون، فإن المادة المظلمة تشكل 27% والطاقة المظلمة نسبة مذهلة تبلغ 68%. إن فهم هذه المكونات الخفية قد يحدث ثورة في فهمنا لكيفية عمل الكون.
يقول سلمان حبيب، زميل متميز في أرغون ومدير قسم العلوم الحاسوبية بالمختبر: “إن طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة غير مفهومة”. “نحن نعلم أن الاثنين موجودان، لكننا لا نفهم ما هما ولا المبادئ الأساسية التي تحكم وجودهما.”
يجمع مشروع “Dark Sky Mining” بين المشاهدات الفلكية الفعلية والمحاكاة الحاسوبية الضخمة لإنشاء خرائط تفصيلية للكون. باستخدام قوة الحوسبة غير المسبوقة لأورورا جنبًا إلى جنب مع الذكاء الاصطناعي، يمكن للباحثين محاكاة عدد لا يحصى من السيناريوهات حول كيفية تصرف المادة المظلمة والطاقة المظلمة، ومقارنة هذه الأكوان الافتراضية بالملاحظات الحقيقية.
يمثل هذا النهج الحسابي فصلًا جديدًا في العلاقة الطويلة للبشر مع الكون. يوضح حبيب: “أساسيًا، ما نقوم به الآن هو ببساطة امتداد لتلك التاريخ الطويل لارتباط البشرية بالنجوم والمجرات وكل شيء آخر”. ”القدرة على النظر بعمق إلى الكون مذهلة حقًا لأنها تخبرنا أيضًا الكثير عن مكانتنا الخاصة ضمن المخطط الكبير للأشياء.”
تعود السعي لفهم المادة المظلمة إلى ثلاثينيات القرن الماضي عندما لاحظ عالم الفلك السويسري فريتز زويكي شيئًا غريبًا حول تجمعات المجرة – حيث ظلت مرتبطة ببعضها رغم عدم وجود كتلة مرئية كافية لتوليد القوة الجاذبية المطلوبة. أدى ذلك إلى فكرة وجود مادة مظلّمة غير مرئية توفر اللصقة الجاذبية الإضافية.
تمكن قدرات الحوسبة الخارقة لأورورا ، جنباً إلى جنب مع تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة ، الباحثين من استكشاف هذه الظواهر بكفاءة أكبر من أي وقت مضى. يمكن للحاسوب العملاق محاكاة آلاف السيناريوهات المختلفة بسرعة ، وتعديل خصائص المادة الداكنة والطاقة الداكنة حتى تتطابق النتائج مع ملاحظات فعلية للكون.
تستخدم إحدى الطرق الجديدة القوية التعلم الآلي لتقليل عدد المحاكيات المطلوبة بشكل كبير. يقول حبيب: “النقطة هي أننا نستطيع جعل العملية أكثر كفاءة بكثير”. تعتبر هذه الكفاءة ضرورية عند نمذجة ظواهر تمتد عبر الكون مثل التمدد الكوني.
يهدف المشروع ليس فقط لإلقاء الضوء على طبيعة المادة الداكنة والطاقة الداكنة ولكن أيضًا للاستعداد لجيل جديد من التلسكوبات القوية التي ستنظر أعمق into cosmos than ever before . قد تساعد الأبحاث أيضاً على حل ألغاز الفيزياء الأساسية الأخرى بما فيها الخصائص الغامضة للنيوترونات – الجزيئات الشبحية التي بالكاد تتفاعل مع المواد العادية.
Beyond the specific scientific goals, this marriage of cutting-edge computing and cosmology points toward exciting technological innovations.
As we push the boundaries of our computational capabilities in the quest to understand the universe’s darkest secrets, we’re likely to discover unexpected applications that benefit society in ways we can’t yet imagine.
