سپرکمپیوٹر سمولیشن سے کائنات کے تاریک دور کے خاتمے کا نیا سراغ

سائنس دانوں نے ایک جدید سپرکمپیوٹر کی مدد سے ’لومینا‘ نامی ایک وسیع کائناتی سمولیشن تیار کی ہے، جس کے ذریعے کائنات کے ابتدائی تقریباً دو ارب سال کے ارتقا کا جائزہ لیا گیا ہے۔ یہ تحقیق اس معمے کو سمجھنے میں مدد دے سکتی ہے کہ ابتدائی ستاروں، کہکشاؤں اور بلیک ہولز نے کائنات کو مکمل تاریکی سے روشنی کی طرف کیسے منتقل کیا۔

میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (ایم آئی ٹی)، ہارورڈ یونیورسٹی اور دیگر عالمی اداروں کے محققین کی تیار کردہ یہ سمولیشن تقریباً 1.6 ارب نوری سال پر محیط کائناتی علاقے کا احاطہ کرتی ہے۔ یہ تحقیق سائنسی جریدے ’منتھلی نوٹسز آف دی رائل آسٹرونومیکل سوسائٹی‘ میں شائع ہوئی ہے۔

بگ بینگ کے تقریباً 3 لاکھ 80 ہزار سال بعد کائنات میں غیر جانبدار ہائیڈروجن ایٹم بننے لگے۔ اُس وقت ستارے موجود نہیں تھے اور کائنات کا بیشتر حصہ تاریکی میں ڈوبا ہوا تھا، جسے سائنسی اصطلاح میں ’کاسمک ڈارک ایج‘ کہا جاتا ہے۔ بعدازاں ابتدائی ستاروں اور کہکشاؤں سے خارج ہونے والی بالائے بنفشی تابکاری نے ہائیڈروجن ایٹموں سے الیکٹران الگ کرنے شروع کیے، جس عمل کو ہائیڈروجن کی دوبارہ آئنائزیشن کہا جاتا ہے اور جس کے نتیجے میں کائنات بتدریج روشنی کے لیے شفاف ہوتی گئی۔

لومینا سمولیشن میں ہائیڈروجن کے ساتھ ہیلیم کی دوبارہ آئنائزیشن کا عمل بھی دکھایا گیا ہے۔ تحقیق کے مطابق ابتدائی ستاروں اور کہکشاؤں نے ہائیڈروجن کو آئنائز کرنے میں بنیادی کردار ادا کیا، جبکہ عظیم الجثہ بلیک ہولز سے خارج ہونے والی شدید تابکاری ہیلیم کی آئنائزیشن کا اہم ذریعہ ثابت ہوئی۔

اس سمولیشن میں تاریک مادے، گیس، ستاروں اور روشنی کے ذرات کی حرکت اور باہمی اثرات کا جائزہ لیا گیا ہے اور اس میں تقریباً آدھے کھرب انفرادی اجزا شامل کیے گئے ہیں۔ یہ سابقہ ماڈل کے مقابلے میں تقریباً 30 گنا زیادہ تفصیل فراہم کرتی ہے، جبکہ اس کا زیرِ مطالعہ کائناتی حجم پہلے کی بڑی سمولیشنز سے تقریباً 100 گنا زیادہ ہے۔

اس منصوبے کے لیے امریکا کی اوک رج نیشنل لیبارٹری کے سپرکمپیوٹر ’فرنٹیئر‘ کو استعمال کیا گیا، جہاں حساب کتاب کے اہم مرحلے میں ایک لاکھ سے زائد سی پی یو کورز اور تقریباً 15 ہزار گرافکس پروسیسنگ یونٹس کی مشترکہ طاقت بروئے کار لائی گئی۔ محققین اب لومینا کے نتائج کا موازنہ مستقبل کی دوربینوں سے حاصل ہونے والے مشاہدات سے کرنا چاہتے ہیں تاکہ ابتدائی کائنات سے متعلق سائنسی نظریات کی مزید جانچ کی جا سکے۔ اس تحقیق میں شامل سائنس دانوں کو ناسا اور نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی جانب سے جزوی مالی معاونت بھی حاصل رہی۔