محاكاة المجرات كبديل للتلسكوب

تستخدم الحوسبة عالية الأداء لدراسة المجرات

قراءة بصوت عال

الكون في طريقه إلى التحرك: ليس فقط هو التوسع ، هياكل جديدة مثل النجوم والمجرات الناشئة أيضا. "حياة" هذه المجرات هي موضوع مشروع بحثي "فيزياء فلكية حسابية" في جامعة فيينا. ومع ذلك ، لا يعمل علماء الفيزياء الفلكية مع التلسكوبات ، ولكن مع مجموعات الكمبيوتر الموزعة في جميع أنحاء أوروبا. تتجاوز سعتها أداء جميع أجهزة الكمبيوتر النمساوية مجتمعة.

{} 1L

إن أبعاد الكائنات - النجوم والمجرات - التي يستكشفها مجلس معهد علم الفلك ورئيس مشروع الفيزياء الفلكية الحاسوبية ، جيرهارد هينسلر ، بعيدة المنال عن الخيال البشري الطبيعي. يبلغ طول مجرة ​​درب التبانة وحدها ، "المجرة الرئيسية" لنظامنا الكوكبي ، حوالي 100000 سنة ضوئية ويبلغ عدد سكانها 100 مليار نجم وربما ملايين من أنظمة الكواكب مثلنا. "المجرات هي كيانات كبيرة لا يمكن تصورها تمر بعملية تغيير دائمة. الطريقة الوحيدة لوصفها هي المحاكاة أو النموذج على الكمبيوتر. ونحن نريد تحسين هذه في سياق المشروع ، "يوضح Hensler.

"التحلل" من المجرة

نقطة البداية هي كائنات في الفضاء لا يمكن رؤيتها إلا من خلال التلسكوبات. وبالتأكيد يتم "إعادة بناء" تلك الملاحظات على الكمبيوتر لمقارنة الواقع والطراز. وأيضا لمحاكاة الماضي والمستقبل ، أي ولادة وموت أنظمة النجوم. "هذه عمليات معقدة وطويلة بشكل لا يصدق. أولاً ، نحتاج إلى إعداد شروط المجرة للكمبيوتر. للقيام بذلك ، نقسمه إلى ملايين المناطق ، ثم ندخل القوى الداخلية والخارجية والعمليات التي تؤثر عليها ، مثل الجاذبية أو التبريد أو الاحترار أو تكوين الغاز. الآن يتم حساب كل منطقة لخطوة زمنية محدودة على معالج واحد للكمبيوتر ثم توصيلها بجميع المجالات الأخرى. هذا يحدد التأثيرات العالمية للمناطق قبل توزيع كل شيء مرة أخرى على المعالجات بشكل متوازٍ. يمكن استدعاء حالة كل نموذج في أي وقت أثناء عملية الحساب. يقول هينسلر في النهاية ، إن النموذج النهائي لتطوير المجرة ".

دمج التفاصيل

ومع ذلك ، لا يوجد حتى الآن برنامج واحد يمكن استخدامه لحساب الكائنات في الفضاء بجميع جوانبه. "هناك العديد من البرامج التي تتعامل مع وجهات نظر مختلفة للغاية. على سبيل المثال ، مع تكوين برنامج واحد للنجوم يمكن حسابه تحت الجاذبية الجوهرية لسحابة الغاز ، مع شكل آخر مثل تكوين الغاز ، والآخر ديناميات المجرة. يقول هينسلر: "يستغرق هذا التقسيم فترة لا تصدق من الوقت ، حيث يتعين علينا أولاً فحص كل التفاصيل على حدة لوضعها في النهاية". عرض

الحوسبة عالية الأداء

يقول جيرهارد هينسلر: "نحتاج إلى أجهزة كمبيوتر سريعة بشكل لا يصدق ولديها قدرات هائلة على إجراء الأبحاث". يجب القيام بالنمذجة الرئيسية في مراكز الحوسبة عالية الأداء (HPC). تأمل هينسلر أن يلعب موقع الأبحاث في النمسا دورًا أكبر في هذا المجال في المستقبل. والفيزيائي الفلكي لديه بالفعل مفهوم في الاعتبار. بالنسبة له ، تتمثل الحالة المثالية في إنشاء مركز حوسبة عالي الأداء على مستوى النمسا لـ HPC: "يمكن لجميع التخصصات مثل الفيزياء والرياضيات والكيمياء وبحوث المناخ أو البيولوجيا أن تشارك بعد ذلك في مجالات متعددة".

(idw - جامعة فيينا ، 29.03.2007 - AHE)