الفراغ

المحاكاة المجرة تحل لغز الأقمار الصناعية المفقودة

المحاكاة المجرة تحل لغز الأقمار الصناعية المفقودة


يعد تطور مجرة ​​درب التبانة تطورًا رائعًا لعلماء الفلك. تحكمها قوانين الجاذبية الأساسية ، فإن العمل في محاكاة الظروف التي أدت إلى قرصنا الحلزوني الحالي يشير إلى أنه يجب أن يكون هناك الآلاف من المجرات القزمية التي تدور حول مجراتنا - لكن لا يوجد. الآن ، حل علماء الفلك من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا المشكلة.

[مصدر الصورة: مجموعة أبحاث هوبكنز / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا]

علم الفلك الحديث هو تعاون بين ما يُرى وما هو متوقع. تعتمد صحة نماذج الكمبيوتر على ارتباطها بما يتم ملاحظته في الكون. لذلك ، عندما أظهرت عمليات محاكاة تشكيل مجرتنا أنه يجب أن يكون لدينا الآلاف من المجرات الصغيرة المجاورة ، وهذا ما توقع علماء الفلك اكتشافه. لكنهم لم يفعلوا.

لمعرفة السبب ، جمع الباحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الآلاف من أجهزة الكمبيوتر في شبكة لإجراء حسابات الجاذبية على مئات المليارات من التكرارات. النتائج؟ مجرة مألوفة مع عدد قليل من المجرات الفضائية.

يقول المؤلف الرئيسي لورقة بحث فريق Caltech ، Andrew Wetzel: `` كانت تلك لحظة آها ، عندما رأيت أن المحاكاة يمكن أن تنتج أخيرًا مجموعة من المجرات القزمة مثل تلك التي نلاحظها حول مجرة ​​درب التبانة ''.

[مصدر الصورة: مجموعة أبحاث هوبكنز / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا]

أخذت محاكاة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في الاعتبار تأثير المستعرات الأعظمية على المجرات القزمية ، وهو أمر لم يتم تفويته في العمل السابق. عندما ينفجر نجم ضخم ، وفقًا لما ذكرته ويتزل ، فإن رياحًا عالية السرعة تصل إلى آلاف الكيلومترات في الثانية "يمكن أن تنفجر الغاز والنجوم من مجرة ​​صغيرة". يمكن أن يؤدي ذلك إلى تدمير المجرات الصغيرة بشكل فعال قبل أن تتشكل بالكامل ، مما يؤدي إلى انخفاض عدد المجرات الساتلية الملحوظة التي تدور حول درب التبانة.

تابع ويتزل:

لقد اعتقدنا من قبل أنه ربما كان فهمنا للمادة المظلمة غير صحيح في هذه المحاكاة ، لكن هذه النتائج الجديدة تظهر أنه لا يتعين علينا العبث بالمادة المظلمة. عندما نضع بشكل أكثر دقة المستعرات الأعظمية ، نحصل على الإجابة الصحيحة.

قال الأستاذ المساعد في الفيزياء الفلكية النظرية والعالم الرئيسي للبحث الجديد ، فيل هوبكنز ، `` في المجرة ، لديك 100 مليار نجم ، كلهم ​​يسحبون بعضهم البعض ، ناهيك عن المكونات الأخرى التي لا نراها مثل المادة المظلمة. لمحاكاة هذا ، نعطي معادلات حاسوبية عملاقة تصف تلك التفاعلات ثم ندعها تتنقل عبر تلك المعادلات بشكل متكرر ونرى ما سيأتي في النهاية.

تطلبت هذه الجولة من المحاكاة 700000 ساعة من وحدات المعالجة المركزية (CPU) ، والتي يخطط فريق البحث لتوسيعها حتى 20 مليون ساعة في العمل المستقبلي. يجب أن تؤدي هذه الزيادة في عدد الحسابات بمقدار ثلاثة أضعاف إلى تحسين أكبر للتنبؤات المحتملة.

اقرأ نتائج بحث الفريق هنا.

راجع أيضًا: كيف أدى فيلم "Interstellar" إلى اكتشاف الظواهر العلمية

عبر: Caltech

بقلم جودي بينز


شاهد الفيديو: كيف يثبت كأس العالم الأقمار الصناعية و كروية الأرض