सिमुलेशन(simulation) क्या है--

किसी वास्तविक चीज, प्रक्रम(Process) या कार्यकलाप का किसी अन्य विधि से नकल करना सिमुलेशन(simulation) कहलाता है। किसी कम्प्यूटर प्रोग्राम की स...

किसी वास्तविक चीज, प्रक्रम(Process) या कार्यकलाप का किसी अन्य विधि से नकल करना सिमुलेशन(simulation) कहलाता है। किसी कम्प्यूटर प्रोग्राम की सहायता से या कम्प्यूटरों के एक नेटवर्क की सहायता से किसी तन्त्र या उसके किसी भाग के व्यवहार की जानकारी की गणना करना कम्प्यूटर सिमुलेशन(computer simulation) कहलाता है। खगोलीय कम्प्यूटर सिमुलेशन में सदा इस बात का विशेष ध्यान रखा जाता है की संवेदनशीलता विश्लेषण(sensitivity analysis) उच्च कोटि का हो। इससे पता चलता है कि परिणाम कितने विश्वसनीय है। संवेदनशीलता विश्लेषण में या आंकड़ो में मामूली सा बदलाव भी परिणाम में बहुत अधिक बदलाव ला देता है।

उन्न्त कंप्यूटेशनल विधियों से अधिक से अधिक जानकारी एकत्र कर ब्रह्माण्डीय स्तर पर सिमुलेशन बनाया जाता है। सिमुलेशन हमे कई प्रकार के नयी जानकारियां प्रदान करता है जैसे कोई ब्लैक होल कैसे डार्क मैटर को ब्रह्माण्ड में वितरित करता है ? ब्रह्माण्ड कैसे भारी तत्वों को निर्मित करता है और उसका वितरण कैसे किया जाता है ? प्रवल चुम्बकीय क्षेत्र ब्रह्माण्ड में मौजूद है वे ब्रह्माण्डीय स्तर पर क्या प्रभाव डाल सकते है या अभी डाल रहे है ? इत्यादि।
हीडलबर्ग इंस्टीट्यूट फॉर थ्योरेटिकल स्टडीज(Heidelberg Institute for Theoretical Studies), मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट्स फॉर एस्ट्रोनॉमी एंड एस्ट्रोफ़िजिक्स(Max Planck Institutes for Astronomy:MPIA), हार्वर्ड यूनिवर्सिटी(Harvard University), मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी(Massachusetts Institute of Technology: MIT) और फ्लैटिरॉन इंस्टिट्यूट सेन्टर फ़ॉर कम्प्यूटेशनल एस्ट्रोफिजिक्स(Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics: CCA) के शोधकर्ताओं ने नए ब्रह्मांड सिमुलेशन मॉडल को विकसित और क्रमादेशित किया है। इस साझा शोध सहयोग को इल्लुस्ट्रिस टीएनजी(IllustrisTNG collaboration) कहा जाता है। इस सिमुलेशन अध्ययन के प्रमुख वोल्कर स्प्रिंगल(Volker Springel) जो की हीडलबर्ग इंस्टीट्यूट फॉर थ्योरेटिकल स्टडीज में सहायक प्रोफेसर है।
अनुसंधान वैज्ञानिक शाय जेनेल(Shy Genel) ने कहा “यह नया मॉडल अपने तरह का सबसे उन्नत ब्रह्मांड सिमुलेशन है जिसे इलस्ट्रिस्ट टीएनजी ने विकसित की है। सिमुलेशन विवरण और स्केल पैमाने पर यह अध्ययन करने के लिए हमे अधिक सक्षम बनाता है। हम समझ सकते है की आकाशगंगाओं ने कैसे अपने तारा-गठन गतिविधि के साथ अग्रानुक्रम में अपने आप को कैसे विकसित किया है। जब हम एक दूरबीन का उपयोग करते हुए आकाशगंगाओं को देखते है और जानकारी या अध्ययन करते है तब हम केवल कुछ मात्रा को ही माप सकते है लेकिन सिमुलेशन के साथ हम आकाशगंगाओं के सभी गुणों को एकसाथ ट्रैक कर सकते हैं। हमारे पास जो अभी नया सिमुलेशन आया है वह वास्तब में हमारे आकाशगंगा का सम्पूर्ण इतिहास है साथ ही भविष्य में हमारी आकाशगंगा कैसे बदल सकती है इसकी जानकारी भी हमे इस सिमुलेशन में मिलती है।”
एमआईटी कवली इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स एंड स्पेस रिसर्च के भौतिक विज्ञान में सहायक प्रोफेसर मार्क वोगल्सबर्जर(Mark Vogelsberger) इस नए सिमुलेशन के विकास, परीक्षण और विश्लेषण करने के लिए काम कर रहे हैं। उनका मानना है यह इल्लुस्ट्रिस टीएनजी(IllustrisTNG) सिमुलेशन से हमे चुम्बकीय क्षेत्र के ब्रह्माण्ड पर होनेवाले प्रभाव को समझने में मदद करता है।

चित्र1: शॉक तरंगो की तीव्रता का दृश्यमान छवि। जिसमे ब्रह्माण्डीय गैसों को नीले रंगों में देखा जा सकता है। नारंगी या सफेद रंग ढहे डार्क मैटर(collapsed dark matter) की संरचना को प्रदर्शित कर रहे है। एक सोनिक बूम के समान, शॉक तरंगो के झटके इन गैसों को त्वरित कर देते है और इनका प्रभाव इन ब्रह्माण्डीय तंतुओं और हमारी आकाशगंगा पर भी पड़ता है।... IllustrisTNG collaboration.





चित्र2: इस छवि में ब्रह्माण्ड को बड़े स्केल पैमाने पर दिखाया गया है। इस छवि की उज्ज्वलता द्रव्यमान घनत्व को प्रदर्शित करती है जबकि दृश्यमान रंगों का प्रदर्शन गैस के ताप को दर्शाता है। बाएं से दांये लगभग 1.2 बिलियन प्रकाशवर्ष की क्षेत्र आकृति यहाँ प्रदर्शित की गयी है। इस सिमुलेशन के द्वारा आप पूरे ब्रह्मांड को एकसाथ देख सकते है।... IllustrisTNG collaboration.



चित्र3: 100 किलो पारसेक की मोटाई वाली इस स्लाइस में गैस के वेग को प्रदर्शित किया गया है। यह एक बड़े आकाशगंगा के केंद्र में मौजूद है और इसकी गणना को TNG100 कहा गया है। चित्र में जो जगह काली दिखाई दे रही है वहाँ गैस का विस्तार करना कठिन है जबकि सफेद रंग के क्षेत्रों में गैस का वेग 1000 km/s से भी अधिक है जैसा की कंप्यूटर सिमुलेशन में देखा जा रहा है। वैसे ब्रह्माण्डीय तंतुओं में उपस्थित प्रवल गुरुत्वाकर्षण क्षमता के कारण उपस्थित होनेवाला गतिरोध और केंद्र में मौजूद ब्लैक होल के खिलाफ, गैस के वेग की तीव्रता विरोधाभास को भी जन्म दे रही है।... IllustrisTNG collaboration



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Journal reference: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society(DOI: 10.1093/mnras/stx3304).
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society(DOI: 10.1093/mnras/stx3040).
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society(DOI: 10.1093/mnras/stx3112).

स्रोत: IllustrisTNG collaboration and Simons Foundation.