مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

26 خبر
  • رياضة
  • "حرب الخليج"
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة

    رياضة

  • "حرب الخليج"

    "حرب الخليج"

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

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

"رويترز": مسيرة تستهدف منشأة تخزين غاز طبيعي مسال عائمة أمريكية في دمياط بمصر

وزارة البترول المصرية تصدر بيانا عقب حريق في سفينتين بميناء دمياط

بعد ثبوت صحة صورته مع نتنياهو.. بيروت تصدر بلاغ بحث وتحر بحق رجل الأعمال اللبناني أنطون صحناوي (صور)

ترامب يعلق على حادث ناقلة الغاز الطبيعي المسال الأمريكية في ميناء دمياط المصري (فيديو)

"رويترز": خالد بن سلمان حث واشنطن على تجنب استهداف الحوثيين

"أمبري": تعرض ناقلة غاز طبيعي مسال يونانية ترفع علم برمودا لهجوم بمسيرة في ميناء دمياط المصري

الثوري الإيراني يتحدى إجراءات الحظر ويعلن إطلاق بوابة إلكترونية آمنة للتواصل المباشر

مستشار خامنئي يهدد بتغيير استراتيجي بعد الضربات على العراق

فصائل عراقية تعد بالرد على الهجوم الأمريكي السعودي خلال 72 ساعة

الحوثيون يدينون القصف الأمريكي السعودي المشترك على الحشد الشعبي في العراق

العراق.. مجلس الأمن يعقد اجتماعا طارئا برئاسة الزيدي لمناقشة الغارات الأمريكية السعودية

العراق.. مقتل 5 مستشارين إيرانيين في قصف أمريكي سعودي على مقار للحشد الشعبي (صورة)

نتنياهو عقب لقائه هيغسيث: وزير الحرب الأمريكي أخبرني بشيء مثير للاهتمام (صور + فيديو)

"تطور مفاجئ".. دول خليجية تؤيد خطة إيران بتحصيل رسوم مرور طوعية في مضيق هرمز

تقرير عبري: إسرائيل والإمارات تجتمعان سرا في دولة ثالثة بهدف التحرك ضد إيران

حاويات بكتابة عبرية.. يونيفيل يعلن العثور على 4 أطنان نيترات أمونيوم شديدة الانفجار جنوب لبنان (صور)

قضية أمنية تهز إسرائيل.. اتهام جندي احتياط في وحدة سرية بالتجسس لصالح إيران

القيادة المركزية الأمريكية تعلن شن ضربات جديدة على إيران

مسؤول إسرائيلي رفيع: إذا عدنا إلى اتخاذ إجراءات قوية ضد إيران فلن يتم احتواء البرنامج النووي