شبیه سازی تکامل بیگ بنگ در ۱۰ میلی ثانیه!

دانشمندان دانشگاه شیگاکو توانستند با استفاده از اتم های فرا سرد سزیم در یک محفظه ی خلا ۳۸۰۰۰۰ سال پس از بیگ بنگ را در یک الگوی زمانی ۱۰ میلی ثانیه ای شبیه سازی کنند. این کار کمک بزرگی به دانشمندان می کند تا به درک بهتری از چگونگی شکل گیری و شبیه سازی بیگ بنگ و لحظه ی ابتدایی کیهان دست یابند.

به گزارش بیگ بنگ، ۳۸۰۰۰۰ سال طول کشید تا کل کیهان از بیگ بنگ خارج و وارد طیف تابشی پس زمینه ی مایکروویو کیهانی شود، اما فیزیکدانان توانستند با استفاده از اتم های سزیم فراسرد در یک محفظه ی خلأ در دانشگاه شیکاگو، همان الگو را تقریبأ در ۱۰ میلی ثانیه مجددأ شبیه سازی کنند. هدف آنها، درک بهتر تکامل کیهان از یک کیهان کوچک (بچه کیهان) است، یعنی کیهانی که مدت کوتاهی پس از بیگ بنگ وجود داشته.این کیهان نسبت به الأن کوچکتر بود و وقتی از الگوی CMB که کیهان شناسان در آسمانِ امروز مشاهده می کنند خارج شد، به قطر صدها هزار سال نوری رسید.

چنگ چین، پروفسور فیزیک گفت: «این اولین باری است که چنین آزمایشی، تکامل ساختار کیهان اولیه را شبیه سازی کرده است. چین این پروژه را همراه با نویسنده چن لونگ هانگ و همچنین ویکتور گوراری از دانشگاه بولدر در کلورادو پیگیری کردند. هدف این پروژه، کنترل اتم های فراسرد برای شبیه سازی بیگ بنگ بود تا چگونگی تکامل ساختار کیهان اولیه بهتر درک شود. پس زمینه ی میکروویو کیهانی در واقع انعکاس بیگ بنگ است. انبساط ناگهانی کیهان در حین دوره ی تورم اش، امواجی را در فضا – زمانِ انعکاس داد که بیگ بنگ را شرح می داد.

چین گفت: «می توان چنین تجسم کرد که بیگ بنگ به طور ساده انفجاری است که باعث تولید صدا شد.» امواج صدا شروع به فعل و انفعال با یکدیگر کردند و الگوهای پیچیده ای را ایجاد کردند. وی گفت: «این منشأ پیچیدگی است که در کیهان مشاهده می کنیم.» سپس فرآیند کوئیچینگ(خاموشی) را آغاز کردند که قدرت فعل و انفعال بین اتم های ابر را کنترل کرد. آنها دریافتند که با تقویت یا تضعیف ناگهانی فعل و انفعالات، توانستند نوسانات ساخاروف ( ۱ ) را تولید کنند. کیهانی که در آزمایشگاه چین شبیه سازی شد، قطر بیش از ۷۰ میکرون که تقریبأ به اندازه ی قطر تار موی انسان است را اندازه گیری نکرد، و فقط تا ۷۰ میکرون را محاسبه و اندازه گیری کرد. چین توضیح داد: «مشخص است که همین نوع فیزیک می تواند در مقیاس های طولی بسیار متفاوتی رخ دهد. این قدرت فیزیک است.»

MDR1_cl01_gas_evol_zoom_snap_320-scale11

این تصویر شبیه سازی بولشوی (Bolshoi ) دقیق ترین شبیه سازی تکامل و شکل گیری ساختارهای بزرگ مقیاس کیهانی است. شبیه سازی یک مکعب در حدود ۱ میلیارد سال نوری از هر طرف را نشان می دهد.بخش روشن یک کهکشان بزرگ می تواند حدود ۱۰۰۰۰۰ سال نوری باشد و قطر کیهان قابل مشاهده حدود ۹۰ میلیارد سال نوری است. بزرگی این شبیه سازی به اندازه ای است که شامل میلیون ها کهکشان می باشد، اما هنوز فقط بخش بسیار کوچکی از کیهان قابل مشاهده را نشان می دهد.

شبیه سازی بولشوی ( ۲ )  یک شبیه سازی از کیهان میباشد که با استفاده از داده های کاوشگر امواج مایکروویو ناهمسانگردی ویلکینسون های و تغییرات تابش پس زمینه کیهانی در فضایی کوچک، یک نگاه اجمالی از توزیع ماده و انرژی در عصر گذشته جهان را محاسبه و شبیه سازی کرد. این شبیه سازی توسط آندری کراتسوو از دانشگاه شیگاگو با استفاده از یک سری الگوریتم که با تقسیم یک شبکه توسعه داده شده از سلولهای شش ضلعی کوچکتر ایجاد شده است.

این مکعب بولشوی دارای ۸,۵۸۹,۹۳۴,۵۹۲ اجزای یکسان است، که هر کدام از آنها حدود ۲۰۰ میلیون توده ی خورشیدی را نشان می دهند. این وضعیت کیهان پس از تورم است، یعنی زمانی که تابش پس زمینه ی کیهانی برای اولین بار منتشر شد. این شبیه سازی با کیهانی شروع می شود که سنش حدود ۲۳ میلیون سال است و به آرامی به وضعیت فعلی اش که حدود ۴۰۰۰۰۰ مرحله ی بعدی است، پیشرفت می کند. کل شبیه سازی در ابرکامپیوترهای خوشه ی پروین ناسا انجام شد؛ این ابرکامپیوترها در فهرست ۵۰۰ ابر کامپیوتر برتر جهان در مرکز تحقیقاتی Ames در کالیفرنیا رتبه ی هفتم را دارند. بولشوی از ۱۳٫۸۲۴ هسته ی پردازنده و ۱۳ TB حافظه استفاده کرد.

یک ویدئو از شبیه سازی تکامل کیهانی – شبیه سازی بولشوی را مشاهده کنید

ویدیو از توزیع نسبتا صاف و هموار ماده ی تاریک در روزگار آغازین کیهان که از تابش پس زمینه ی مایکروویو و دیگر مجموعه داده های گسترده ی آسمان متمایز شده است آغاز و روند رشد و تکامل کیهان را تا روزگار کنونی پی می گیرد. این ویدیو هماهنگی استاندارد کیهان شناسی را نشان می دهد.

پی نوشت:

۱- آندره ساخاروف نظریه ای ارائه داده، بنابر نظریه وی، انفجار بزرگ اولیه، به هیچ وجه کاملا متقارن نبوده است. درست در لحظه پیدایش، مقدار کمی شکست تقارن بین ماده و ضدماده وجود داشته که باعث شده ماده بر ضدماده غلبه کند ودر نتیجه جهان اطراف به وجود آید.(تقارنی که در انفجار بزرگ شکسته شده، تقارن “سی پی “نامیده می شود؛ تقارنی که بر اساس آن، بار و زوجیت ماده و ضدماده جابه جا می شود.)

۲- شبیه سازی بولشوی (Bolshoi ) دقیق ترین شبیه سازی تکامل و شکل گیری ساختارهای بزرگ مقیاس کیهانی است.  این شبیه سازی توسط ابر کامپیوتر مرکز تحقیقاتی Ames در کالیفرنیا که از بین ۵۰۰ ابر کامپیوتر جهان رتبه ی هفتم را دارد پس از ۶ میلیون ساعت کار CPU ،انجام شده است.

Read More : http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/08/big-bang-simulation-of-380000-year-evolution

image_pdfimage_print
(13 نفر , میانگین : 4٫62 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=4775
سحر الله وردی

سحر الله وردی

کارشناس مترجمی زبان انگلیسی و کارشناس ارشد آموزش زبان انگلیسی. علاقمند به علوم مختلف از جمله نجوم، کیهان شناسی و فیزیک می باشد و به عنوان نویسنده و مترجم متون تخصصی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *