Codex સાથે બ્લેક હોલના નવા સિમ્યુલેશન બનાવવા

બ્રહ્માંડની ધારનો અભ્યાસ

બ્લેક હોલ આપણા બ્રહ્માંડની ધાર પર અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે અભ્યાસ કરવા મુશ્કેલ ખગોળીય પદાર્થો છે. તેઓ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરતા નથી, તેઓ એટલા દૂર છે કે તેમને સીધા કૅપ્ચર કરી શકાતા નથી—તેને જોવા માટે તમને પૃથ્વી જેટલા કદના ટેલિસ્કોપની જરૂર પડે—અને તેમને નિયંત્રિત કરતું ભૌતિકશાસ્ત્ર હંમેશા આપણી હાલની સમજ સાથે મેળ ખાતું નથી.

આમાંનું કંઈપણ ગણનાત્મક ખગોળભૌતિકશાસ્ત્રી ચી-ક્વાન “સી.કે.” ચાન માટે નવું નથી. યુનિવર્સિટી ઑફ એરિઝોનાના પ્રોફેસર સી.કે. 20 વર્ષ કરતાં વધુ સમયથી બ્લેક હોલનો અભ્યાસ કરી રહ્યા છે. 2019માં, તેઓ બ્લેક હોલની પ્રથમ છબી તૈયાર કરનારા Event Horizon Telescope સહયોગનો ભાગ હતી. આ વર્ષે, નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન⁠(નવી વિન્ડોમાં ખૂલે છે)ના સમર્થનથી, તેઓ બ્લેક હોલની પ્રથમ ચલિત છબી બનાવવાના વધુ મહત્ત્વાકાંક્ષી લક્ષ્ય તરફ આગળ વધી રહ્યા છે.

શું ખૂટે છે તે સમજવા માટે વધુ સારા મોડલ્સ બનાવવાની જરૂર છે: અતિશય પરિસ્થિતિઓમાં પદાર્થ કેવી રીતે વર્તે છે તેનું વર્ણન કરતા ગાણિતિક અંદાજો. પરંતુ આ સમીકરણો અતિશય જટિલ છે. સૌથી મોટા સુપરકમ્પ્યુટરને પણ તેમને ઉકેલવામાં સંઘર્ષ કરવો પડે છે અને નવા અભિગમો વિકસાવવામાં વર્ષોની મહેનત લાગી શકે છે. તેથી સી.કે. આ પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવામાં મદદ માટે Codex તરફ વળ્યા.

નવી ટેક્નોલોજી, નવા અભિગમો

બ્લેક હોલ પૃથ્વીથી ઘણા દૂર હોવાથી, તેમનો અભ્યાસ કરવાનો એકમાત્ર રસ્તો તેમાં પડતા પ્લાઝ્માને માપવાનો છે. સી.કે. પ્લાઝ્માના સિમ્યુલેશન બનાવે છે અને પછી તેને ટેલિસ્કોપમાં એકત્ર થયેલા અવલોકન ડેટા સાથે સરખાવે છે. સી.કે. કહે છે, “જોકે, સિમ્યુલેશન અધૂરાં પડે છે”. તેઓ ઉમેરે છે, “જ્યારે અમે સિમ્યુલેશનને અવલોકન સાથે સરખાવીએ છીએ, ત્યારે સમજાય છે કે બ્લેક હોલની આસપાસનો પ્લાઝ્મા ખૂબ ઓછી ઘનતાવાળો છે, એટલે અમે પ્લાઝ્માનો પ્રવાહી તરીકે ખરેખર અંદાજ લગાવી શકતા નથી.” સી.કે. તેમને યોગ્ય રીતે સિમ્યુલેટ કરી શકે તે માટેનો એકમાત્ર રસ્તો વ્યક્તિગત ઇલેક્ટ્રોન અને આયનને અનુસરવાનો છે. “અને તે ગણનાત્મક રીતે ઉકેલવી લગભગ અશક્ય કહેવાય તેવી સમસ્યા છે.”

સી.કે. પોતાના લખેલા એજન્ટ કૌશલ્યને અમલમાં મૂકીને ઝડપી અને વધુ સ્થિર સિમ્યુલેશન બનાવવામાં મદદરૂપ થઈ શકે એવા નવા સંખ્યાત્મક એલ્ગોરિધમ શોધવા Codexનો ઉપયોગ કરે છે. તેઓ કહે છે, “Codex સાથે હવે અમે નવા કોઓર્ડિનેટ રૂપાંતરો અને એલ્ગોરિધમ આપમેળે શોધી શકીએ છીએ, જે આ ગણતરીઓને 1000 ગણીએ ઝડપી બનાવી શકે છે. તે અમને એવા સિમ્યુલેશન કરવાની છૂટ આપે છે, જે પહેલાં શક્ય નહોતા.”

Codex બનાવે છે તે દરેક અંદાજને સી.કે.એ હજી અમલમાં મૂકવો પડે છે અને ચકાસવો પડે છે, પરંતુ આ અભિગમે તેમના વર્કફ્લોને ઝડપી બનાવ્યો છે અને તેમને સંશોધન પર વધુ સમય કેન્દ્રિત કરવાની છૂટ આપે છે. (બ્લેક હોલ અને સી.કે.ના કામ પાછળના વિજ્ઞાન વિશે વધુ ઊંડાણમાં જાણો⁠.)

શોધનું ભવિષ્ય

સી.કે. અને Event Horizon Telescope ટીમ હાલમાં બ્લેક હોલ વિશેનો ડેટા એકત્ર કરી રહ્યા છે; તેઓ 2027માં કોઈક સમયે પ્રથમ ચલિત છબી બહાર પાડવાની આશા રાખે છે. સી.કે. પોતાને શીખવા મળશે તે વિશે ઉત્સાહિત છે. તેઓ કહે છે, “જો અમે બ્લેક હોલનો આ પ્રથમ વિડિયો સફળતાપૂર્વક કૅપ્ચર કરી શકીએ, તો તે અનંત-સ્તરે, સમય-ક્ષેત્રના બ્લેક હોલ ખગોળભૌતિકશાસ્ત્રનો નવો યુગ ખોલશે”. તેઓ કહે છે, “તેનાથી અમે બ્રહ્માંડના કેટલાક સૌથી અતિશય પર્યાવરણોમાં પ્લાઝ્મા કેવી રીતે વર્તે છે તેનો અભ્યાસ કરી શકીશું.”