محاكاة «لومينا» تكشف تفاصيل الكون الأول على نطاق غير مسبوق

أعلن مركز الفلكيات | هارفارد وسميثسونيان عن إطلاق "لومينا"، محاكاة كونية تُعدّ من بين أكبر وأدق نماذج الكون المبكرة التي تم إنشاؤها على الإطلاق. صُممت هذه المحاكاة لتساعد العلماء على تفسير تدفق البيانات عالية الدقة الصادرة عن تلسكوب جيمس ويب (JWST) وتلسكوب نانسي رومان، وتوفر مختبراً افتراضياً يمكن من خلاله اختبار النظريات عبر خرائط سمائية اصطناعية تحاكي الواقع الفعلي. تغطي "لومينا" حجماً مكعباً يبلغ 1 جيغابارساك (ما يعادل نحو 3.3 مليار سنة ضوئية) على شبكة مكوّنة من 2 تريليون جسيم، لتصل إلى دقة مكانية تبلغ 5 كيلوبارساك. أُجريت المحاكاة على حاسوب "فرونتير" الفائق، مستفيدةً من 27,000 وحدة معالجة رسومية (GPU) لمدة ستة أسابيع، ما أنتج ما يقارب 2 بيتابايت من البيانات. بُنيت على أساس برنامج GADGET‑4، وتدمج أحدث معلمات نموذج ΛCDM، النقل الإشعاعي، ومعالجة متقدمة للكيماويات البدائية. تشير التحليلات الأولية إلى أن "لومينا" تعيد إنتاج دالة سطوع المجرات التي رصدتها التلسكوبات عند الانزياحات الزمانية z ≈ 10‑12، وتُظهر تقدم إعادة تأين الكون بصورة متقطعة، وتُنبئ بالتواقيع الطيفية التي يكتشفها الآن JWST وRoman. وقالت الدكتورة إميلي تشاو، الباحثة المسؤولة عن المشروع: "توفر لنا "لومينا" خلفية ذاتية الاتساق يمكن من خلالها وضع كل مجرة باهتة وكل فقاعة مؤينة في موضعها الدقيق." بعيداً عن التفسير الفوري، تُعِدّ المحاكاة لتقليص هوامش الخطأ في تقدير كثافة المادة المظلمة، وثابت هابل، وتوقيت تكون أولى النجوم. وسيُطرح إصدار عام للبيانات في أوائل 2027، ما سيمكن فرق الذكاء الاصطناعي من تدريب نماذج على بيئات كونية واقعية، وبالتالي تسريع وتيرة الاكتشافات في المجال. في المستقبل القريب، يعتزم الفريق توسيع نطاق "لومينا" لتشمل مراحل كونية لاحقة، وإدماج ردود الفعل الناتجة عن نمو الثقوب السوداء، واستكشاف فيزياء غير تقليدية مثل انحلال المادة المظلمة. من خلال ربط الملاحظة بالنظرية على نطاق غير مسبوق، ستصبح "لومينا" حجر الزاوية في علم الكونيات للقرن الواحد والعشرين.