رابرت فیشر (R.Fisher) و كال جوردن (C.Jordan) از اعضای گروهی از دانشمندان‌اند كه قرار است سال آینده به كمك یكی از پرقدرت‌ترین ابركامپیوتر‌های جهان، ۲۲میلیون ساعت محاسبه انجام دهند. این پروژه عظیم رخدادی را شبیه‌سازی خواهد كرد كه در كمتر از پنج ثانیه اتفاق می‌افتد. در واقع فیشر و جوردن برای كار در حوزه علمی بسیار پیچیده‌شان، به راستی به چنین منابع عظیم محاسباتی‌ای نیاز دارند. كار آنها كه در مركز تشعشع‌های ترمو هسته‌ای اخترفیزیكی دانشگاه شیكاگو انجام می‌شود، به اكتشاف چگونگی پرده برداشتن از راز پدیده‌های طبیعی به دست قوانین طبیعت خواهد پرداخت؛ پدیده‌هایی كه در بی‌نهایت غیرقابل تصوری از دما و فشار رخ می‌دهند. ابركامپیوتر Blue Gene/P مستقر در آزمایشگاه ملی آرگون یكی از ابزار‌های اصلی این گروه در بررسی ستاره‌های شعله‌ور خواهد بود. فیشر در این‌باره می‌گوید: «ابركامپیوتر Blue Gene/P در آزمایشگاه آرگون یكی از بزرگ‌ترین و سریع‌ترین ابركامپیوتر‌های جهان به شمار می‌رود. این ابركامپیوتر چنان توان محاسباتی غول‌آسایی دارد كه در دیگر پلتفورم‌های كوچك‌تر به هیچ‌وجه فراهم نیست.»

كامپیوتر‌های رومیزی رایج كه امروزه در بیشتر خانه‌ها نیز به چشم می‌خورند تنها یك یا دو پردازشگر دارند اما ابركامپیوتر Blue Gene/P بیش از ۱۶۰ هزار پردازشگر دارد. ابركامپیوتر Blue Gene/P برای كاری كه یك كامپیوتر رومیزی در هزار سال انجام می‌دهد، تنها به سه روز وقت نیاز دارد. به گفته فیشر «این دو، دو سطح كاملا متفاوت در محاسبه‌اند. در واقع كار با ابركامپیوتر Blue Gene/P، محاسبه در نوك پیكان علم است.» دسترسی این گروه تحقیفاتی به ابركامپیوتر Blue Gene/P كه در تاسیسات محاسبات پیشرفته آزمایشگاه آرگون قرار دارد، از طریق برنامه «اثرات ابتكاری و نوین محاسبات در آزمایش و تئوری» وزارت انرژی ایالات متحده امكان‌پذیر شده است. مركز تحقیقاتی تشعشع‌های ترمو هسته‌ای اختر فیزیكی در سال ۱۹۹۷ و با كمك مالی دفتر محاسبه و شبیه‌سازی پیشرفته اداره امنیت هسته‌ای ملی، تاسیس شد. این مركز در دوران فعالیت‌اش به لحاظ منابع مالی و محاسباتی همواره از سوی برنامه اتحاد استراتژیك آكادمیك ناسا مورد حمایت قرار گرفته است. در واقع این حمایت‌ها ریشه در توجه و علایق وزارت انرژی ایالات متحده در حوزه‌هایی از فیزیك مثل ستاره‌های شعله‌ور دارد كه در سطوح بی‌نهایت بالایی از انرژی رخ می‌دهند. ستاره‌های شعله‌ور موسوم به ابرنواختر (Supernova)، ستاره‌هایی با نور متغیر هستند كه روشنایی‌شان صد میلیون برابر خورشید است.

به بیان دیگر ابرنواختر‌ها ستاره‌هایی هستند كه بخش اعظم ماده تشكیل‌دهنده آن، یك‌جا در حال انفجار باشد. مركز تشعشع سهم اختصاص یافته‌اش از ابركامپیوتر Blue Gene/P را وقف بررسی نوعی از ابرنواختر‌ها موسوم به Ia خواهد كرد كه دمای آنها به میلیارد‌ها درجه سانتی‌گراد می‌رسد. برای آنكه درك بهتری نسبت به ابرنواختر‌های نوع Ia داشته باشیم، باید راز انرژی تاریك، یكی از بزرگ‌ترین چالش‌های پیش روی كیهان‌شناسان امروز، برملا شود. در واقع انرژی تاریك چیزی است كه به باور دانشمندان به نوعی باعث می‌شود جهان با نرخ فزاینده‌ای انبساط یابد. كیهان‌شناسان با استفاده از ابرنواختر‌های نوع Ia به عنوان ابزار اندازه‌گیری، انرژی تاریك را كشف كردند.

تمام ابرنواختر‌های نوع Ia درخشندگی یكسانی دارند، بنابراین دانشمندان توانستند بر اساس آن فاصله كهكشان‌های زادگاه این ستاره‌های شعله‌ور را تعیین كنند. با این حال این ابرنواختر‌ها تغییراتی در حدود ۱۵ درصد در میزان درخشندگی‌شان نشان می‌دهند. به گفته جوردن كه به عنوان دانشیار پژوهشی در مركز تشعشع كار می‌كند «برای رسیدن به دركی واقعی از انرژی تاریك باید این اختلاف را به حدود یك درصد رساند.»

چگالی ستاره‌های كوتوله سفید كه ابرنواختر‌ها از آنها متولد می‌شوند، معادل بی‌نهایت است. در واقع زمانی كه ستاره‌هایی در حد و اندازه‌های خورشید ما به پایان حیات‌شان می‌رسند، بیشتر جرم‌شان را از طریق واكنش‌های هسته‌ای تابانده‌اند و آنچه به جا می‌ماند، هسته‌ای بیجان است در اندازه كره ماه. فیشر در این باره می‌گوید: «اگر كسی بتواند یك سانتی‌متر مكعب از ماده تشكیل‌دهنده كوتوله سفید را بكند،

وزنش نزدیك به هزار تن خواهد بود. این اجرام به طور باور نكردنی چگال هستند.» دانشمندان بر این باورند كه ابرنواختر‌های نوع Ia تنها در منظومه‌های دوتایی از ستاره‌ها پدید می‌آیند كه در آنها دو ستاره گرد یكدیگر می‌چرخند. زمانی كه یك كوتوله سفید دوتایی با استفاده از نیروی گرانش، به اندازه كافی ماده از ستاره همنشین‌اش به طرف خود كشید، انفجار عظیمی در پی خواهد آمد. به گفته جوردن «صد‌ها میلیون سال طول می‌كشد تا چنین پدیده‌ای رخ دهد. با فشرده‌شدن ماده روی سطح كوتوله سفید این ستاره چگال‌تر و چگال‌تر می‌شود. ماجرا آنقدر ادامه می‌یابد تا در هسته مركزی كوتوله سفید آتشی شعله‌ور شود. این آتش ستاره را از درون می‌سوزاند و سرانجام انفجار عظیمی رخ می‌دهد.» گروه تحقیقاتی مركز تشعشع در حال حاضر مشغول شبیه‌سازی مدل كاملی از ستاره هستند كه در ابركامپیوتر آزمایشگاه ملی لاورنس بركلی انجام می‌شود.

پروژه سال آینده آنها در آزمایشگاه آرگون و به كمك ابركامپیوتر Blue Gene/P، مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها خواهد بود كه به كار فعلی‌شان وابسته است.
به گفته فیشر، «در این پروژه بخش‌های كوچكی شبیه‌سازی می‌شود كه در كنار هم یك كوتوله سفید كامل را شبیه‌سازی خواهند كرد.» این گروه تحقیقاتی در آزمایشگاه آرگون طی شبیه‌سازی‌های جداگانه، چگونگی شعله‌وری در كوتوله‌های سفید را بر اساس چهار سناریوی منجر به تشكیل ابرنواختر نوع Ia مورد بررسی قرار می‌دهند.
شعله‌ورشدن كوتوله‌های سفید می‌تواند بر اثر انفجار یا اشتعال رخ دهد. به گفته جوردن، «استخری مملو از بنزین را در نظر بگیرید كه كبریت روشنی را به درون آن می‌اندازید. این نوع سوختن كه در سراسر استخر بنزین رخ می‌دهد، اشتعال است. اما انفجار چیزی است كه پس از تمام‌شدن فتیله دینامیت اتفاق می‌افتد.» در سناریوی مركز تشعشع انفجار در خارج از مركز هسته ستاره آغاز می‌شود. این آتش‌سوزی حباب داغی از خاكستر‌هایی با چگالی بسیار كمتر به وجود می‌آورد كه براساس قانون شناوری ارشمیدس بسان یك قطعه یونولیتی غوطه‌ور در آب، از جا می‌پرد. اما گرانش فوق‌العاده زیاد كوتوله سفید این خاكستر‌ها را روی سطح ستاره نگه می‌دارد.
جوردن در این باره می‌گوید: «این خاكستر‌ها كه با سرعت زیاد حركت می‌كنند در سطح ستاره گرفتار می‌مانند و به ناچار روی سطح كوتوله سفید جاری می‌شوند و در نهایت در سمت مخالف محل فوران روی ستاره به هم می‌رسند و به شدت برخورد می‌كنند.» این برخورد انفجاری را به راه می‌اندازد كه ستاره را به آتش خواهد كشید. به هر حال علاوه بر این، سه سناریوی دیگر نیز وجود دارد كه در آزمایشگاه آرگون و به كمك ابركامپیوتر Blue Gene/P شبیه‌سازی می‌شوند. به گفته جوردن، «برای تشخیص میزان نزدیكی این شبیه‌سازی‌ها با ابرنواختر‌های واقعی باید در سال جاری بیش از هزار شبیه‌سازی مختلف انجام دهیم تا بتوانیم پارامتر‌های دخیل در مدل‌ها را تغییر دهیم و چگونگی تاثیر این پارامتر‌ها بر ابرنواختر‌ها را ببینیم.

برای مشاهده این لینک/عکس می بایست عضو شوید ! برای عضویت اینجا کلیک کنید