في العقد الأخير، أصبح علم الكونيات ضحية نجاحه، حيث أنتجت المسوح الفلكية العملاقة كميات هائلة من البيانات حول توزيع المجرات وبنية الكون. لكن استخلاص استنتاجات دقيقة من هذه البيانات يتطلب عادةً عمليات محاكاة وحسابات معقدة تستغرق وقتًا طويلاً على الحواسيب الفائقة. هنا يأتي دور أداة جديدة، “إيفورت-جيه إل”، والتي تعد بتسريع عملية محاكاة الكون بشكل كبير.
طُوّرت الأداة من قبل فريق بحثي في جامعة واترلو، وهي تسمح للعلماء بمحاكاة وتحليل بنية الكون على أجهزة الكمبيوتر المحمولة، مما يقلل مدة الحسابات من أيام إلى ساعات. هذا التطور يأتي ليغير طريقة إجراء البحوث في هذا المجال، ويُسهل على عدد أكبر من الباحثين الوصول إلى أدوات المحاكاة القوية.
محاكاة الكون في متناول اليد
الفكرة الأساسية وراء “إيفورت-جيه إل” ليست تبسيط الفيزياء الأساسية، بل بناء اختصار حسابي ذكي. تعتمد الأداة على نظرية الحقل الفعال للبنية واسعة النطاق، وهي نظرية تهدف إلى وصف كيفية تكتل المادة – بما في ذلك المادة المظلمة – لتشكيل الشبكة الكونية. تطبيق هذه النظرية مباشرة على البيانات يتطلب حسابات مكثفة تتكرر مع كل تعديل في المعاملات.
وذكر مطورو الأداة أنهم استخدموا تقنيات عددية متقدمة بالإضافة إلى “تهيئة” ذكية للبيانات لخفض وقت الحسابات مع الحفاظ على الدقة المطلوبة. وبذلك، تتيح الأداة إمكانية إجراء تجارب متعددة في وقت قصير، وهو أمر بالغ الأهمية في البحث العلمي.
كيف تعمل الأداة؟
تشبه عملية عمل الأداة تدريب نموذج سريع على تقليد مخرجات محاكاة معقدة ومكلفة. بدلًا من إعادة تشغيل المحاكاة في كل مرة، يستخدم الباحثون الأداة لتوليد النتائج بسرعة ضمن نطاق مُتحكم فيه. وهذا يوفر وقتًا وجهدًا كبيرين، ويسمح باستكشاف مجموعة واسعة من السيناريوهات.
كما أن الأداة قادرة على التعامل مع العيوب الموجودة في البيانات الرصدية، مثل بعض التشوهات، وهي قابلة للتخصيص بسهولة لتلبية احتياجات المشاريع البحثية المختلفة. وهذه المرونة تجعلها أداة قيمة للعلماء الذين يعملون على تحليل البيانات الكونية.
سيناريوهات جديدة ودقة متزايدة
تفتح هذه الأداة الباب أمام استكشاف سيناريوهات كونية متنوعة لم يكن من الممكن دراستها بشكل فعال من قبل بسبب القيود الحاسوبية. الدراسة المنشورة في “جورنال أوف كوسمولوجي آند أستروبارتكل فيزكس” تؤكد أن “إيفورت-جيه إل” تتيح للباحثين تطبيق تقنيات إحصائية متطورة لتحليل البيانات الكونية.
وقد أكد الفريق البحثي أنهم قاموا بتقييم أداء الأداة من خلال مقارنة نتائجها مع نتائج “إيفتوفليس” الأصلية، وأن هامش الخطأ كان ضئيلاً جدًا. هذا يضمن أن الأداة تقدم نتائج موثوقة ودقيقة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في البحوث العلمية الجادة.
بالإضافة إلى ذلك، يعتبر هذا التطور خطوة مهمة نحو ديمقراطية الوصول إلى أدوات البحث في علم الكونيات. فبدلًا من الاعتماد على الحواسيب الفائقة المتوفرة في المؤسسات الكبيرة، يمكن للباحثين الآن إجراء عمليات المحاكاة المعقدة على أجهزتهم الشخصية. هذا من شأنه أن يعزز التعاون بين الباحثين ويساهم في تسريع وتيرة الاكتشافات العلمية في هذا المجال. يتيح هذا التطبيق استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات الفضائية.
مستقبل علم الكونيات: نحو تحليل أسرع وأكثر شمولاً
لا تزال هذه الأداة في مراحل التطوير، ومن المتوقع أن يتم تحسينها وإضافة المزيد من الميزات في المستقبل القريب. تتضمن الخطط المستقبلية تطوير واجهة مستخدم أكثر سهولة، وتحسين أداء الأداة على أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر. ومع ذلك، فإن التأثير المحتمل لهذه الأداة على مجال علم الكونيات كبير جدًا.
بشكل عام، يمثل “إيفورت-جيه إل” تطورًا واعدًا في مجال علم الكونيات، حيث يوفر أداة قوية وفعالة لتحليل البيانات الكونية واستكشاف أسرار الكون. يجب على الباحثين متابعة التطورات في هذا المجال، وتقييم إمكانات هذه الأداة في مشاريعهم البحثية. من المنتظر أن تُعرض نتائج المزيد من الاختبارات والتطبيقات للأداة خلال مؤتمر علم الكونيات الدولي الذي سيعقد في باريس في الربع الأول من عام 2026.
