شبیه‌سازی تکامل 100 میلیارد ستاره کهکشان راه شیری برای اولین بار

تیمی از محققان بین‌المللی برای اولین بار موفق به شبیه‌سازی تکامل بیش از 100 میلیارد ستاره کهکشان راه شیری شدند.

به گزارش سرویس نجوم تک‌ناک، این شبیه‌سازی پیشرفته که با استفاده از هوش مصنوعی و شبیه‌سازی‌های عددی انجام شد، تکامل این ستاره‌ها را در طول ده‌ها هزار سال به نمایش گذاشت.

تیم تحقیقاتی به رهبری کییا هیرشیما از مرکز علوم نظری و ریاضیاتی بین‌رشته‌ای RIKEN در ژاپن توانستند با استفاده از متدهای پیشرفته‌تر، شبیه‌سازی‌هایی دقیق و سریع‌تری نسبت به مدل‌های قبلی ارائه دهند. آنها با استفاده از این روش توانستند 100 برابر بیشتر از مدل‌های پیشین، ستاره‌های فردی را شبیه‌سازی کنند و این کار را 100 برابر سریع‌تر از قبل انجام دهند.

محققان تا پیش از این قادر نبودند که تعداد زیادی ستاره فردی را به طور هم‌زمان در شبیه‌سازی کهکشان‌های بزرگی مانند راه شیری مدل‌سازی کنند. این مشکل به دلیل تفاوت‌های قابل توجه در زمان‌های مختلف فیزیکی مانند: سنتز عناصر، انفجارهای ابرنواختر، گرانش و دینامیک سیالات بود، که شبیه‌سازی هم‌زمان آنها با دقت بالا بسیار دشوار است.

بیشتر بخوانید: ستاره دنباله‌دار C/2025 K1 (ATLAS) چشم خورد!

در این تحقیق جدید، تیم محققان با استفاده از فناوری‌های پیشرفته در زمینه شبیه‌سازی‌های عددی و هوش مصنوعی، توانستند به طور دقیق‌تری این فرایندها را شبیه‌سازی کنند. آنها توانستند فرایندهای پیچیده‌ای مانند: انفجارهای ابرنواختر، گرانش و تغییرات در گازها و مایعات را به طور هم‌زمان شبیه‌سازی کنند و تکامل 100 میلیارد ستاره را مدل‌سازی نمایند.

این تیم تحقیقاتی شامل محققانی از دانشگاه توکیو و دانشگاه بارسلونا در اسپانیا بود، که بر اساس تحقیقات خود به نتایج چشمگیری دست یافتند. این تحقیق نه تنها برای اخترفیزیک‌دانان مهم است، بلکه به گفته تیم تحقیقاتی، این روش جدید می‌تواند در مطالعات دیگر اخترفیزیکی و حتی در علوم اقلیمی مورد استفاده قرار گیرد. در این شبیه‌سازی، نتایج به‌دست آمده با استفاده از ابررایانه Fugaku در RIKEN و سیستم Miyabi دانشگاه توکیو تأیید شد.

یکی از دستاوردهای مهم این تحقیق، زمان شبیه‌سازی 100 میلیارد ستاره کهکشان راه شیری است. طبق گفته محققان، استفاده از روش‌های معمولی شبیه‌سازی که تاکنون برای مدل‌سازی کهکشان‌ها استفاده می‌شد، بسیار کند و وقت‌گیر بود. به عنوان مثال، شبیه‌سازی 1 میلیون سال از تکامل کهکشان می‌تواند بیش از 36 سال زمان ببرد. اما تیم تحقیقاتی جدید با استفاده از یک مدل هوش مصنوعی و شبیه‌سازی‌های عددی، این زمان را به طور چشمگیری کاهش دادند. در این روش جدید، شبیه‌سازی 1 میلیون سال تنها 2.78 ساعت طول می‌کشد، که به معنی شبیه‌سازی یک میلیارد سال تنها در 115 روز است.

بیشتر بخوایند: سه سیاره جدید با دو غروب خورشید کشف شد؛ یادآور سیاره تاتوئین جنگ ستارگان

کییا هیرشیما، رهبر این تحقیق در بیانیه‌ای اعلام کرد: «ادغام هوش مصنوعی با محاسبات با عملکرد بالا، یک تغییر بنیادین در نحوه برخورد با مسائل پیچیده و چند مقیاسی در علم محاسباتی ایجاد می‌کند. این دستاورد نشان می‌دهد که شبیه‌سازی‌های شتاب‌داده شده توسط هوش مصنوعی می‌توانند فراتر از شناسایی الگوها بروند و به ابزاری مؤثر برای کشف‌های علمی تبدیل شوند.»

این دستاورد علمی مهم می‌تواند به اخترفیزیک‌دانان کمک کند تا نظریه‌های مربوط به تشکیل ستاره‌ها، کهکشان‌ها و دیگر فرایندهای کیهانی را بهتر آزمایش کنند و به درک بهتری از جایگاه ما در کیهان برسند. محققان با این روش قادر خواهند بود که فرایندهای پیچیده‌تر در مقیاس‌های زمانی و فضایی بزرگ را شبیه‌سازی کنند و به این ترتیب به کشف‌های علمی جدیدی در زمینه‌های مختلف دست یابند.

همچنین این تحقیق به عنوان یک گام مهم در بهره‌برداری از هوش مصنوعی و فناوری‌های پیشرفته برای حل مسائل پیچیده علمی شناخته می‌شود و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از فناوری‌های جدید برای پیشبرد علم و کشف‌های آینده استفاده کرد.