به گزارش وبسایت اخبار جهان به نقل از همشهری آنلاین، علم کیهان‌شناسی همواره با چالش تحلیل داده‌های عظیم و محاسبات پیچیده مواجه بوده است. اکنون نرم‌افزار جدیدی به نام Effort.jl این محدودیت‌ها را برطرف کرده و شبیه‌سازی سریع و هوشمند ساختارهای بزرگ کیهانی را برای همگان ممکن ساخته است.
از گذشته‌های دور که ستاره‌شناسان اولین نقشه‌های آسمانی را ترسیم می‌کردند تا به امروز که میلیاردها کهکشان اندازه‌گیری می‌شوند، کیهان‌شناسی همیشه با حجم بزرگی از داده‌ها سروکار داشته است. پروژه‌هایی مانند DESI و Euclid به طور مداوم بر حجم داده‌های رصدی می‌افزایند و تحلیل این داده‌ها به قدرت محاسباتی بالا و صرف زمان زیاد نیاز دارد. نرم‌افزار Effort.jl به کاربران اجازه می‌دهد داده‌های کیهانی را با یک لپ‌تاپ معمولی در چند ساعت پردازش کنند. این ابزار یک امولاتور (شبیه‌ساز میانجی) است که عملکرد مدل‌های پیچیده را با سرعتی بسیار بالاتر و دقتی تقریباً یکسان تقلید می‌کند.
چالش شبیه‌سازی‌های سنگین در کیهان‌شناسی
برای مدل‌سازی ساختارهای بزرگ جهان در کیهان‌شناسی، از معادلات فیزیکی پیچیده‌ای استفاده می‌شود. مشکل اصلی این است که با تغییر هر یک از پارامترها، مانند دمای پس‌زمینه کیهانی یا چگالی ماده، کل شبیه‌سازی باید از ابتدا اجرا شود؛ فرآیندی که ممکن است روزها یا حتی هفته‌ها زمان ببرد.
امولاتورها به عنوان یک راه‌حل سریع برای این مشکل عمل می‌کنند. یک امولاتور، مدل دقیق را با سرعت بسیار بیشتری تخمین می‌زند و به نوعی یک میان‌بر هوشمند محسوب می‌شود. این ابزار به جای اجرای کامل معادلات سنگین، با استفاده از یک تقریب، نتایجی تقریباً مشابه را تولید می‌کند.
معرفی نرم‌افزار Effort.jl
نرم‌افزار Effort.jl، که مخفف عبارت «EFfective Field theORy surrogate» است، توسط یک تیم بین‌المللی به سرپرستی دکتر مارکو بونیکی در دانشگاه واترلو توسعه یافته است. یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای این ابزار، سرعت فوق‌العاده آن است. نتایجی که پیش از این به روزها زمان نیاز داشت، اکنون در چند ساعت یا کمتر به دست می‌آید. علاوه بر سرعت، دقت آن نیز بسیار بالا است. تیم سازنده، نتایج Effort.jl را با کد مرجع PyBird مقایسه کرده و تفاوت بسیار ناچیزی مشاهده کرده‌اند.
با وجود قدرت بالای Effort.jl، این نرم‌افزار جایگزین دانش فیزیکی پژوهشگران نیست. ابزار تنها وظیفه پیش‌بینی را بر عهده دارد و تفسیر صحیح داده‌ها همچنان بر عهده انسان است.
چشم‌انداز آینده ابزارهای محاسباتی
ابزارهای مشابه دیگری نیز در حال ظهور هستند. به عنوان مثال، «OLÉ» یک امولاتور مبتنی بر یادگیری آنلاین است که توانسته کارایی را در برخی مدل‌ها بهبود بخشد. Effort.jl نشان‌دهنده پیشرفت علم کیهان‌شناسی در ترکیب با ابزارهای محاسباتی است. دیگر نیازی نیست برای هر تغییر کوچک در پارامترها، روزها منتظر ماند. این نرم‌افزار تحلیل‌های کیهانی را به فرآیندی قابل اجرا روی رایانه‌های معمولی تبدیل کرده و امکان آزمایش سناریوهای مختلف را با سرعت و دقت بالا فراهم می‌کند.
با این حال، باید تاکید کرد که این ابزارها تنها ماشین‌های پیش‌بینی هستند. قدرت اصلی همچنان در اختیار دانشمندانی است که پارامترها را انتخاب کرده، مفاهیم فیزیکی را به کار می‌گیرند و داده‌ها را تفسیر می‌کنند. Effort.jl ابزاری برای کمک به خلاقیت و درک انسان است، نه جایگزینی برای آن.
منبع: همشهری آنلاین
