مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

25 خبر
  • هدنة المضيق
  • نبض الملاعب
  • فيديوهات
  • هدنة المضيق

    هدنة المضيق

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

محاكاة جديدة تُظهر كيفية تشغيل الأضواء في كوننا!

كان هناك زمن لم يكن فيه كوننا سوى بحر معتم وخفيف من الغازات الدوامة، وبحلول الوقت الذي بلغ فيه عمر الكون مليار سنة، تغير كل هذا.

محاكاة جديدة تُظهر كيفية تشغيل الأضواء في كوننا!
صورة تعبيرية / Digital Art / Gettyimages.ru

وأحدث الإشعاع من النجوم والمجرات الأولى تغييرا جذريا، ما سمح للضوء بالتدفق بحرية عبر الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله.

وسمحت محاكاة جديدة، سميت Thesan على اسم إلهة الفجر الأترورية، للعلماء بسبر العصور المظلمة للكون. إنها أداة جديدة لمعرفة كيفية تشغيل الأضواء بالتفصيل في Cosmic Dawn. 

وقال الفيزيائي آرون سميث من معهد كافلي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "Thesan يعمل كجسر للكون المبكر. من المفترض أن تكون بمثابة نظير محاكاة مثالي لمنشآت المراقبة القادمة، والتي تستعد لتغيير فهمنا للكون بشكل أساسي". ومعظم ما نعرفه عن الكون، تعلمناه من الضوء (مع استثناء ملحوظ لموجات الجاذبية، وهو مجال علم الفلك لا يزال في مهده). لذلك، عندما يتم إعاقة الضوء بطريقة ما، فإن هذا يسبب بعض المشاكل؛ انظر فقط (أو لا تنظر، حسب الحالة) إلى الثقوب السوداء، التي لا تصدر أي إشعاع يمكن اكتشافه.

ويعد الكون المبكر ما بين 50 مليونا و1 مليار سنة بعد الانفجار العظيم حالة أخرى من هذا القبيل. وتُعرف هذه الفترة باسم الفجر الكوني، وهو الوقت الذي كان فيه الكون كما نعرفه اليوم بدأ للتو في التجمع من البلازما البدائية. وقبل ظهور النجوم الأولى، كانت مليئة بضباب حار غامق من الغاز المتأين. ولم يكن الضوء قادرا على السفر بحرية عبر هذا الضباب؛ إنها ببساطة تشتت الإلكترونات الحرة.

وبمجرد أن يبرد الكون بدرجة كافية، بدأت البروتونات والإلكترونات في إعادة الاتحاد لتشكل ذرات هيدروجين متعادلة. وهذا يعني أن الضوء يمكن أن ينتقل أخيرا عبر الفضاء. وعندما بدأت النجوم والمجرات الأولى في التكون، بعد حوالي 150 مليون سنة من الانفجار العظيم، أعاد ضوؤها فوق البنفسجي تأين الهيدروجين المحايد في كل مكان في الكون، ما سمح لكامل طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي بالتدفق بحرية. وهذه هي حقبة إعادة التأين.

وبعد حوالي مليار سنة من الانفجار العظيم، تم إعادة تأين الكون بالكامل؛ قبل علامة المليار سنة هذه، ومع ذلك، لا يمكننا أن نرى حقا باستخدام أدواتنا الحالية، ما يجعل من الصعب فهم هذا الفجر الكوني الحاسم.

وقال عالم الفيزياء الفلكية راهول كانان، من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: "لا يمتلك معظم علماء الفلك مختبرات لإجراء التجارب فيها. ومقاييس المكان والزمان كبيرة جدا، لذا فإن الطريقة الوحيدة التي يمكننا بها إجراء التجارب هي على أجهزة الكمبيوتر. ونحن قادرون على أخذ معادلات الفيزياء الأساسية والنماذج النظرية الحاكمة لمحاكاة ما حدث في الكون المبكر".

ويبدأ Thesan بنموذج واقعي لتشكيل المجرات، إلى جانب خوارزمية جديدة لإعادة إنتاج كيفية تفاعل الضوء مع الغاز المحيط وإعادة تأينه، ونموذج للغبار الكوني.

وهذه العمليات والتفاعلات معقدة للغاية؛ لمحاكاة جزء من الكون عبر 300 مليون سنة ضوئية، من 400 ألف إلى مليار سنة بعد الانفجار العظيم، استخدم الفريق حاسوبا عملاقا قويا، آلة SuperMUC-NG، التي استخدمت ما يعادل 30 مليون ساعة وحدة المعالجة المركزية لتشغيل Thesan.

وقال الباحثون إن المحاكاة الناتجة هي العرض الأكثر تفصيلا حتى الآن لعصر إعادة التأين، حيث تلتقط الفيزياء بمقاييس أصغر بمليون مرة من المناطق المحاكاة. ويعطي هذا نظرة "غير مسبوقة" على الطريقة التي تشكلت بها المجرات المبكرة وتفاعلت مع غازات الكون المبكر. ويظهر تغيرا تدريجيا حيث يبدأ الضوء في التسرب عبر الكون.

ومن المثير للاهتمام أن Thesan أظهر أن الضوء في البداية لا يسافر بعيدا على الإطلاق. فقط في نهاية إعادة التأين يكون الضوء قادرا على السفر لمسافات طويلة. ورأى الفريق أيضا أنواع المجرات التي كان لها التأثير الأكبر على إعادة التأين، حيث تلعب الكتلة المجرية دورا كبيرا.

ولن يكون لدينا وقت طويل للانتظار لمعرفة مدى دقة المحاكاة أيضا. ومن المقرر أن يبدأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) عملياته العلمية في غضون بضعة أشهر، وهو مصمم جزئيا ليعود إلى ما يقرب من 300000 عام بعد الانفجار العظيم، عندما كانت إعادة التأين على قدم وساق.

ونُشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

المصدر: ساينس ألرت

التعليقات

لحظة بلحظة.. الحرب بيومها الـ39: مهلة ترامب تنفد على وقع المزيد من التصعيد بالشرق الأوسط

حتى إشعار آخر.. الحرس الثوري الإيراني يصدر تحذيرا أمنيا عاجلا لـ 3 دول خليجية

مراسلتنا: الحرس الثوري يستولي على قنبلة من نوع GBU-39 SDB غير منفجرة (صور)

الحرس الثوري يتوعد الجيش الأمريكي برد "عابر للحدود" ويضع منشآت الطاقة في المنطقة كأهداف استراتيجية

اللحظات الحاسمة قبل الحرب على إيران.. نتنياهو قدم عرضا وترامب تجاوز تحذيرات الاستخبارات

ترامب يعلن تعليق عمليات القصف والهجوم ضد إيران لمدة أسبوعين

أردوغان: موقف طهران تجاه الدول الشقيقة في المنطقة ليس صائبا ولا نقرّ أي أعمال تهدف إلى تدمير إيران

"كاريش".. استخبارات الحرس الثوري الإيراني تهدد بعملية ستثير سخط قادة المنطقة على "المجنون" ترامب

"سي إن إن" عن مصدر إقليمي: من المتوقع صدور أخبار سارة قريبا حول المفاوضات الأمريكية الإيرانية

مصدر باكستاني لـ"CNN": ثمة مخاوف من تراجع فرص الدبلوماسية عقب هجوم إيراني استهدف السعودية

زامير: نحن على أعتاب مفترق استراتيجي في المعركة المشتركة ضد إيران

ترامب من شرفة البيت الأبيض: تلقيت الرد الإيراني

عراقجي يعلق على نقاط مهمة في اقتراح وقف إطلاق النار

سلاسل بشرية في إيران تتحدى تهديدات ترامب (فيديو)

"هدفها كان اليورانيوم".. إيران تشكك في رواية واشنطن بشأن المهمة المزعومة بإنقاذ الطيار الأمريكي

‏رئيس وزراء باكستان: يسرني إعلان الوقف الفوري للنار في جميع أنحاء إيران ولبنان وغيرهما

تصاعد التكهنات بين الديمقراطيين حول إمكانية عزل ترامب بسبب منشور حول إيران

الخارجية الروسية: شبح كارثة أشد تدميرا من تشيرنوبل يخيم على الخليج

فيتو روسي صيني.. مجلس الأمن يفشل في اعتماد مشروع قرار بشأن مضيق هرمز

حظر تجوال في الكويت ووزارة الداخلية تحدد التوقيت

القيادة المركزية تعلن حصيلة الإصابات في صفوف الجيش الأمريكي خلال الحرب على إيران

تاكر كارلسون: ترامب "يدنس المسيحية والإسلام" في عيد الفصح ولا يمكن للمؤمنين دعم جرائم الحرب