खगोलविदों ने ब्रह्मांड को प्रदर्शित करने वाली दस लाख से अधिक नकली छवियों का एक सेट जारी किया है, जिसे नासा के आगामी नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप द्वारा देखा जाएगा। यह पूर्वावलोकन वैज्ञानिकों को रोमन के असंख्य विज्ञान लक्ष्यों का पता लगाने में मदद करेगा।
उत्तर के डरहम में ड्यूक विश्वविद्यालय में भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर माइकल ट्रॉक्सेल ने कहा, “हमने एक सिंथेटिक ब्रह्मांड बनाने के लिए एक सुपर कंप्यूटर का उपयोग किया और अरबों वर्षों के विकास का अनुकरण किया, प्रत्येक ब्रह्मांडीय वस्तु से रोमन के डिटेक्टरों तक हर फोटॉन के पथ का पता लगाया।” कैरोलिना, जिन्होंने अनुकरण अभियान का नेतृत्व किया। “यह आज उपलब्ध नकली ब्रह्मांड का सबसे बड़ा, सबसे गहरा, सबसे यथार्थवादी सिंथेटिक सर्वेक्षण है।”
ओपनयूनिवर्स नामक परियोजना, इलिनोइस में डीओई (ऊर्जा विभाग) के आर्गोन नेशनल लेबोरेटरी में अब सेवानिवृत्त थीटा सुपरकंप्यूटर पर निर्भर थी। सुपरकंप्यूटर ने केवल नौ दिनों में एक ऐसी प्रक्रिया को पूरा किया जिसमें एक सामान्य कंप्यूटर पर 6,000 साल से अधिक का समय लगेगा।
रोमन के अलावा, 400-टेराबाइट डेटासेट वेरा सी. रुबिन वेधशाला से टिप्पणियों का भी पूर्वावलोकन करेगा, जो राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और अमेरिकी ऊर्जा विभाग द्वारा संयुक्त रूप से वित्त पोषित है, और ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) के यूक्लिड से अनुमानित सिमुलेशन भी होगा। मिशन, जिसमें नासा का योगदान है। रोमन डेटा अब उपलब्ध है यहाँऔर रुबिन और यूक्लिड डेटा जल्द ही अनुसरण करेंगे।
टीम ने ब्रह्मांड की अंतर्निहित भौतिकी के सबसे परिष्कृत मॉडलिंग का उपयोग किया और मौजूदा आकाशगंगा कैटलॉग और दूरबीनों के उपकरणों के प्रदर्शन से जानकारी प्राप्त की। परिणामी सिम्युलेटेड छवियां 70 वर्ग डिग्री तक फैली हुई हैं, जो 300 से अधिक पूर्ण चंद्रमाओं द्वारा कवर किए गए आकाश के क्षेत्र के बराबर है। एक व्यापक क्षेत्र को कवर करने के अलावा, यह समय की एक बड़ी अवधि को भी कवर करता है – 12 अरब वर्षों से अधिक।
परियोजना का विशाल अंतरिक्ष-समय कवरेज वैज्ञानिकों को दिखाता है कि दूरबीनें उन्हें कुछ सबसे बड़े ब्रह्मांडीय रहस्यों का पता लगाने में कैसे मदद करेंगी। वे कैसे पढ़ाई कर सकेंगे अँधेरी ऊर्जा (ऐसा माना जाता है कि रहस्यमय शक्ति ब्रह्मांड के विस्तार को तेज कर रही है) और गहरे द्रव्य (अदृश्य पदार्थ, जिसे केवल नियमित पदार्थ पर इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के माध्यम से देखा जाता है) ब्रह्मांड को आकार देता है और इसके भाग्य को प्रभावित करता है। दृश्यमान पदार्थ पर इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभावों का अध्ययन करके वैज्ञानिक डार्क मैटर को समझने के करीब पहुंच जाएंगे। और सिमुलेशन की 100 मिलियन सिंथेटिक आकाशगंगाओं का अध्ययन करके, वे देखेंगे कि आकाशगंगाएँ और आकाशगंगा समूह युगों में कैसे विकसित हुए।
ब्रह्मांड के एक विशेष हिस्से के बार-बार किए गए नकली अवलोकनों ने टीम को अनावरण करने वाली फिल्मों को एक साथ जोड़ने में सक्षम बनाया फूटते तारे सिंथेटिक ब्रह्मांड में आतिशबाजी की तरह गूंजना। ये तारा विस्फोट वैज्ञानिकों को अनुरूपित ब्रह्मांड के विस्तार का मानचित्र बनाने की अनुमति देते हैं।
जब रोमन ऐसी घटनाएं देखते हैं तो खगोलविदों को सूचित करने के लिए एक चेतावनी प्रणाली बनाने के लिए वैज्ञानिक अब ओपनयूनिवर्स डेटा का परीक्षण के रूप में उपयोग कर रहे हैं। सिस्टम इन घटनाओं को चिह्नित करेगा और उनके द्वारा उत्पन्न प्रकाश को ट्रैक करेगा ताकि खगोलविद उनका अध्ययन कर सकें।
यह महत्वपूर्ण है क्योंकि रोमन वैज्ञानिकों के लिए स्वयं जांचने के लिए बहुत अधिक डेटा वापस भेज देगा। टीमें यह निर्धारित करने के लिए मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम विकसित कर रही हैं कि विभिन्न प्रकार के विस्फोट वाले सितारों की तरह ब्रह्मांडीय घटनाओं को खोजने और अलग करने के लिए सभी डेटा को सर्वोत्तम तरीके से कैसे फ़िल्टर किया जाए।
एक शोधार्थी एलिना किसलिंग ने कहा, “अधिकांश कठिनाई यह पता लगाने में है कि आपने जो देखा वह एक विशेष प्रकार का सुपरनोवा था जिसका उपयोग हम यह पता लगाने के लिए कर सकते हैं कि ब्रह्मांड कैसे फैल रहा है, या ऐसा कुछ जो लगभग समान है लेकिन उस लक्ष्य के लिए बेकार है।” दक्षिणी कैलिफोर्निया में नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी (जेपीएल) में वैज्ञानिक और ओपनयूनिवर्स के प्रमुख अन्वेषक।
जबकि यूक्लिड पहले से ही ब्रह्मांड को सक्रिय रूप से स्कैन कर रहा है, रुबिन इस साल के अंत में परिचालन शुरू करने के लिए तैयार है और रोमन मई 2027 तक लॉन्च होगा। वैज्ञानिक आगामी दूरबीनों के अवलोकन की योजना बनाने और अपने डेटा को संभालने के लिए तैयार करने के लिए सिंथेटिक छवियों का उपयोग कर सकते हैं। यह तैयारी का समय महत्वपूर्ण है क्योंकि ये दूरबीनें प्रचुर मात्रा में डेटा प्रदान करेंगी।
ट्रॉक्सेल ने कहा, डेटा वॉल्यूम के संदर्भ में, “रोमन उन सभी चीज़ों को उड़ा देगा जो पहले इंफ्रारेड और ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य में अंतरिक्ष से की गई थीं।” “रोमन के सर्वेक्षणों में से एक के लिए, अवलोकन करने में एक वर्ष से भी कम समय लगेगा, जिसमें हबल या जेम्स वेब अंतरिक्ष दूरबीनों को लगभग एक हजार साल लगेंगे। रोमन जिन वस्तुओं की तीव्र छवि बनाएगा, वे परिवर्तनकारी होंगी।”
किसलिंग ने कहा, “हम रोमन की टिप्पणियों से रोमांचक, संभावित रूप से नोबेल पुरस्कार विजेता विज्ञान की एक अविश्वसनीय श्रृंखला की उम्मीद कर सकते हैं।” “मिशन ऐसे काम करेगा जैसे समय के साथ ब्रह्मांड का विस्तार कैसे हुआ, आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों के 3डी मानचित्र बनाना, तारों के निर्माण और विकास के बारे में नए विवरण प्रकट करना – वे सभी चीजें जो हमने अनुकरण कीं। इसलिए अब हमें सिंथेटिक डेटा पर अभ्यास करना है ताकि वास्तविक अवलोकन शुरू होने पर हम सीधे विज्ञान तक पहुंच सकें।
मतभेदों को पहचानने के एक ब्रह्मांडीय खेल के लिए रोमन द्वारा लॉन्च किए जाने के बाद खगोलविद सिमुलेशन का उपयोग करना जारी रखेंगे। कृत्रिम अवलोकनों के साथ वास्तविक अवलोकनों की तुलना करने से वैज्ञानिकों को यह देखने में मदद मिलेगी कि उनका अनुकरण वास्तविकता की कितनी सटीक भविष्यवाणी करता है। कोई भी विसंगति ब्रह्माण्ड में अपेक्षा से भिन्न भौतिकी की भूमिका का संकेत दे सकती है।
“अगर हम कुछ ऐसा देखते हैं जो ब्रह्मांड विज्ञान के मानक मॉडल से बिल्कुल मेल नहीं खाता है, तो यह पुष्टि करना बेहद महत्वपूर्ण होगा कि हम वास्तव में नई भौतिकी देख रहे हैं और न केवल डेटा में कुछ गलत समझ रहे हैं,” कैटरीन हेइटमैन, एक ब्रह्मांड विज्ञानी और ने कहा आर्गोन के उच्च ऊर्जा भौतिकी प्रभाग के उप निदेशक जिन्होंने परियोजना के सुपरकंप्यूटर समय का प्रबंधन किया। “इसका पता लगाने के लिए सिमुलेशन बहुत उपयोगी हैं।”
ओपनयूनिवर्सरोमन के विज्ञान संचालन और विज्ञान सहायता केंद्रों द्वारा विकसित किए जा रहे अन्य सिमुलेशन टूल के साथ, रोमन से अपेक्षित बड़े डेटासेट के लिए खगोलविदों को तैयार किया जाएगा। यह परियोजना रोमन प्रोजेक्ट इंफ्रास्ट्रक्चर टीम्स, एसएलएसी और रुबिन एलएसएसटी डीईएससी (लिगेसी सर्वे ऑफ स्पेस एंड टाइम डार्क एनर्जी साइंस कोलैबोरेशन) के साथ समन्वय करने के लिए नासा के जेपीएल, डीओई के आर्गोन, आईपीएसी और कई अमेरिकी विश्वविद्यालयों के दर्जनों विशेषज्ञों को एक साथ लाती है। थीटा सुपरकंप्यूटर को डीओई ऑफ़िस ऑफ़ साइंस उपयोगकर्ता सुविधा, आर्गोन लीडरशिप कंप्यूटिंग सुविधा द्वारा संचालित किया गया था।
नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप इसका प्रबंधन ग्रीनबेल्ट, मैरीलैंड में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में किया जाता है, जिसमें नासा की जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला और दक्षिणी कैलिफोर्निया में कैलटेक/आईपीएसी, बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट और विभिन्न शोध संस्थानों के वैज्ञानिकों की एक विज्ञान टीम की भागीदारी होती है। प्राथमिक औद्योगिक भागीदार बोल्डर, कोलोराडो में BAE Systems, Inc हैं; रोचेस्टर, न्यूयॉर्क में L3Harris Technologies; और थाउजेंड ओक्स, कैलिफोर्निया में टेलीडाइन साइंटिफिक एंड इमेजिंग।
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एशले बाल्ज़र द्वारा
नासा का गोडार्ड अंतरिक्ष उड़ान केंद्रग्रीनबेल्ट, एम.डी.
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