جهان با الگوریتم‌ها و ابررایانه‌های جدید در کانون توجه بسیار دقیق‌تری قرار دارد!!

چهار کهکشان سمت چپ در تصویر نقشه جدید (سمت راست) بسیار واضح‌تر است. اعتبار: دانشگاه لیدن

با الگوریتم‌ها و ابررایانه‌های جدید، نقشه رادیویی با جزئیات باورنکردنی از کیهان ایجاد شده است. اکنون اخترشناسان می‌توانند با دقت بسیار بیشتری به داده‌های رادیویی کهکشان‌ها نگاه کنند. این تحقیق در Nature Astronomy توسط Ph.D دانشگاه لیدن منتشر شده است.

فریتس سویجن می‌گوید: این نقشه منفرد تقریباً به همان اندازه پیکسل‌هایی دارد که نقشه‌های قبلی از کل آسمان داشتند. آمستردام از قدرت محاسباتی عظیم خود استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که این نیز به سرعت انجام می‌شود.

یک مربع به ابعاد پنج در پنج به اندازه ماه کامل

در آینده قابل پیش‌بینی، روش جدید می‌تواند کل آسمان شمالی را در کانون توجه قرار دهد. سویجن توضیح می‌دهد که اکنون محققان تنها بخش کوچکی را نشان می‌دهند، “فرض کنید شما یک مربع پنج در پنج در ابعاد ماه کامل را در آسمان می‌بینید. از آن مکعب فضایی، ما نقشه‌ای تقریباً 7 بیلیون پیکسلی ایجاد کردیم که تقریباً 2500 کهکشان روی آن قرار دارند  که به وضوح قابل مشاهده است.

سویجن خاطرنشان می‌کند: “نقشه فضا براساس امواج رادیویی ساخته شده است که ما از فضا با تلسکوپ بین‌المللی لوفار گرفته‌ایم. این یک تلسکوپ رادیویی عظیم با دهها هزار آنتن است که در یک منطقه اروپایی با قطر 2000 کیلومتر پخش شده است. آن آنتنها به پرتوهای رادیویی کیهانی گوش می‌دهند.

او ادامه می‌دهد: «لوفار به دلیل مساحت بسیار زیاد و آنتن‌های زیادش، می‌تواند تشعشعات را با جزئیات بسیار عالی ببیند، با حساسیتی که حتی به شما امکان می‌دهد یک تلفن همراه را در مریخ شناسایی کنید.» داده‌های این تلسکوپ پس از ترجمه توسط کامپیوتر به نقشه تابشی، نوعی عکس، توسط انسان قابل مشاهده است.

یکی از مشکلاتی که برای گرفتن عکسهای واضح از کیهان با لوفار وجود دارد، تابش اشعه ماوراءبنفش خورشید است. این اتمسفر ما را با ذرات باردار، یون‌ها می‌پوشاند. این یونوسفر امواج رادیویی فضا را قبل از اینکه تلسکوپ آنها را بگیرد، مختل می‌کند. سویجن می‌گوید: این امر باعث می‌شود به نظر برسد که لوفار در حال مشاهده آسمان از بستر دریا است، جایی که امواج سیگنال را آلوده می‌کنند. نرم‌افزاری که اخیرا توسط موسسه هلندی برای نجوم رادیویی آسترون ساخته شده است، تشعشع اندازه‌گیری شده را در کل منطقه تصحیح کرد. این به ما اجازه داد تا تمام میدان دید لوفار را فوکوس کرده و نقشه‌برداری کنیم.

این نرم‌افزار با الگوریتم‌هایی کار می‌کند که به توان کامپیوتری زیادی نیاز دارند که در لیدن، محیط خوشه‌ای میان رشته‌ای آکادمیک لیدن (ALICE) که اخیراً ساخته شده است، قدرت محاسباتی خود را ارائه می‌کند. در آمستردام، SURF همکاری ICT دسترسی زودهنگام به پلتفرم اسپایدر جدید خود را فراهم کرد که به طور ویژه برای پروژه های داده فشرده مانند این تحقیق راه اندازی شده است.

نقشه بعدی: کل آسمان شمال

تصحیح داده‌های میدان دید لوفار در 25 بخش، هر یک به اندازه یک ماه کامل به طول انجامید. این کار برای هر منطقه هفت روز طول کشید. در یک کامپیوتر، 7 بار، یا 25 یا 175 روز طول می‌کشید تا کل نقشه ایجاد شود. به لطف زیرساختهای بزرگ SURF و Leiden با قدرت محاسباتی موازی، تنها هفت روز طول کشید. این بدان معناست که اکنون راهی سریع برای نقشه‌برداری از کل آسمان شمالی با جزئیات قابل مقایسه (با سایر نقشه‌ها ) وجود دارد، چیزی که سویجن می‌گوید می‌تواند در چند سال آینده آغاز شود.

او می‌گوید: اکنون می‌توانیم تکامل سیاه‌چاله‌ها و کهکشان‌هایی را که در آنها یافت می‌شوند با جزئیات بیشتری نسبت به قبل مطالعه کنیم. برای مثال، کهکشان‌های جهان پیشین، که به دلیل مسافت زیاد یا سن کم، قبلاً کوچک‌تر از آن بودند که بتوان جزئیات را دید، اکنون هزاران بار شارپتر و واضح‌تر می‌توانند  دیده شوند.

مترجم: مرتضی نادری فرد

منبع:

The universe is in much sharper focus with new algorithms and supercomputers

by Frits Sweijen, Rianne Lindhout, Leiden University JANUARY 31, 2022

https://phys.org/news/2022-01-universe-sharper-focus-algorithms-supercomputers.html

هیچ وقت متوقف نشو مثل دانش که هیچ وقت متوقف نمی‌شود