العلماء يكتشفون طريقة لمحاكاة الكون على جهاز حاسوب محمول

في خطوة وصفت بأنها ثورة في علم الكونيات، طور فريق من العلماء في جامعة واترلو الكندية أداة جديدة تحمل اسم Effort.jl تتيح محاكاة الكون بالكامل باستخدام حاسوب محمول فقط؛ كانت دراسة بنية الكون سابقا تتطلب حواسيب فائقة وقدرات معالجة ضخمة تمتد لأيام، لكن هذا الابتكار الجديد خفض الوقت المطلوب إلى بضع ساعات فقط، ما يفتح الباب أمام جيل جديد من الأبحاث الكونية الذكية والسريعة.

يقود المشروع الدكتور ماركو بونيتشي (Marco Bonici) من مركز واترلو لعلم الفلك الفيزيائي، بالتعاون مع فريق دولي من الباحثين؛ صممت لتكون محاكيا ذكيا لنظرية الحقل الفعال لبنية الكون واسعة النطاق، وهي إحدى أكثر النظريات استخداما في دراسة كيفية تشكل المجرات وتطورها عبر الزمن.

يقول الباحثون إن فكرة الأداة ولدت من معاناته الشخصية مع بطء النماذج الحاسوبية التقليدية، إذ كان تغيير بسيط في أحد المعاملات يتطلب إعادة الحسابات لعدة أيام؛ هذا التحدي ألهمه تصميم نظام أسرع وأكثر مرونة يمكنه إنجاز نفس العمل خلال ساعات قليلة.

وأضافوا: "مع Effort.jl يمكننا تحليل مجموعات ضخمة من البيانات الكونية بسرعة وبدقة. ومع مشروعات مثل Euclid وDESI التي تولد بيانات فلكية هائلة، أصبح بإمكاننا الآن اختبار النماذج وتعديلها بسرعة دون الحاجة إلى حواسيب عملاقة."

تعد Effort.jl من فئة الأدوات المعروفة باسم "المحاكيات الرياضية"، وهي أنظمة تستخدم خوارزميات ذكية لتقليد سلوك النماذج الفيزيائية المعقدة بسرعة مذهلة دون الحاجة إلى تشغيل المحاكاة الكاملة؛ بهذه الطريقة يمكن للعلماء تجربة مئات السيناريوهات الكونية في وقت وجيز، واستخدام تقنيات متقدمة مثل التحليل الاحتمالي القائم على التدرجات لتحليل البنية الكونية بمستوى غير مسبوق من التفصيل.

الاختبارات أظهرت أن نتائج Effort.jl تتوافق بدرجة عالية مع الحسابات الأصلية لنظرية الحقل الفعال لبنية الكون واسعة النطاق، مع هامش خطأ ضئيل جدا؛ كما تستطيع الأداة التعامل مع تشوهات البيانات والملاحظات الفلكية المعقدة بسهولة، مما يجعلها أداة قابلة للتخصيص وفق احتياجات الباحثين في مختلف المشاريع.

ورغم الأداء المذهل للنظام أكد الباحثون أن هذه المحاكاة لا تغني عن الخبرة البشرية، إذ يبقى دور عالم الكونيات أساسيا في تحديد المعاملات وتفسير النتائج وربطها بالحقائق الفيزيائية؛ فالأداة توفر السرعة والكفاءة، لكن العقل العلمي هو من يمنح النتائج معناها الحقيقي.