നാസയുടെ ജെയിംസ് വെബ് ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി പോലുള്ള ശക്തമായ നിരീക്ഷണാലയങ്ങൾ പ്രപഞ്ചം ചെറുപ്പമായിരുന്നപ്പോൾ രൂപപ്പെട്ട ഗാലക്സികളുടെ അത്ഭുതകരമായ ദൃശ്യങ്ങൾ നമുക്ക് നൽകിക്കൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ തന്നെ, പുതിയ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേഷനുകൾ നമ്മുടെ പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ നിഗൂഢമായ ആദ്യകാല ചരിത്രത്തിലെ പ്രധാനപ്പെട്ട പല വിടവുകളും നികത്താൻ സഹായിക്കുന്നുണ്ട്. റോയൽ ആസ്ട്രോണമിക്കൽ സൊസൈറ്റിയുടെ മന്ത്‌ലി നോട്ടീസസ് എന്ന ശാസ്ത്ര ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു സമീപകാല പഠനമനുസരിച്ച്, അന്താരാഷ്ട്ര ഗവേഷകരുടെ ഒരു സംഘം ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഏറ്റവും വിശദമായ മാതൃകകളിൽ ഒന്ന് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരിക്കുന്നു. ‘ലുമിന’ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ പുതിയ സിമുലേഷൻ, പ്രപഞ്ചത്തെ ആകെ രൂപാന്തരപ്പെടുത്തിയ ഒരു നിർണായകവും എന്നാൽ ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയാത്തതുമായ ഒരു ഘട്ടത്തെയാണ് പുനർനിർമ്മിക്കുന്നത്. മഹാവിസ്ഫോടനത്തെത്തുടർന്ന് രൂപംകൊണ്ട ആദ്യകാല പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം, ബഹിരാകാശത്തെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ മൂലകമായ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും, അതുവഴി പ്രകാശത്തിന് കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും ഗാലക്സികൾ രൂപപ്പെടുന്ന രീതിയെത്തുതന്നെ സമൂഹം മാറ്റിമറിക്കുകയും ചെയ്തു.

 

പ്രപഞ്ചം ഇന്നത്തെ നിലയിലുള്ള ഒരു അവസ്ഥയിലേക്ക് എങ്ങനെ പരിണമിച്ചു എന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്ന ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചം ഇപ്പോൾ ഒരു ആവേശകരമായ പുതിയ അതിർത്തിയായി മാറിയിരിക്കുന്നു. പ്രകാശത്തിന് ബഹിരാകാശത്തിലൂടെ സഞ്ചരിക്കാൻ വലിയ തോതിലുള്ള സമയമെടുക്കുന്നതിനാൽ, കോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടതുപോലെ വിദൂര ഗാലക്സികളെ ശക്തമായ ദൂരദർശിനികൾക്ക് പകർത്താൻ സാധിക്കുന്നുണ്ട്. എന്നാൽ ഇത്രയും നീണ്ട പ്രപഞ്ച ചരിത്രത്തെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിൽ പഠിക്കുന്നതിന് സമാനമായ വിശാലമായ തോതിലുള്ള കമ്പ്യൂട്ടർ സിമുലേഷനുകൾ ആവശ്യമാണ്. അവിടെയാണ് ലുമിന പോലുള്ള മോഡലുകൾ പ്രസക്തമാകുന്നത്. മസാച്യുസെറ്റ്സിലെ കേംബ്രിഡ്ജിലുള്ള ഹാർവാർഡ് ആന്റ് സ്മിത്‌സോണിയൻ സെന്റർ ഫോർ ആസ്ട്രോഫിസിക്‌സിലെ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ തിയറി ആന്റ് കമ്പ്യൂട്ടേഷനിലെ പോസ്റ്റ്ഡോക്ടറൽ റിസർച്ച് ഫെലോ ആയ ഒലിവർ സിയർ പറയുന്നത് അനുസരിച്ച്, മുൻകാല സിമുലേഷനുകളേക്കാൾ നൂറിരട്ടി കൂടുതൽ സ്ഥലം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന അതിന്റെ വലിയ സ്കെയിലാണ് ലുമിനയുടെ ഏറ്റവും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന പ്രധാന സവിശേഷതകളിൽ ഒന്ന്. ശാസ്ത്രലോകം ഇതുവരെ കണ്ടിട്ടില്ലാത്ത തരത്തിലുള്ള വലിയൊരു കോസ്മിക് വോള്യം ഇതിലൂടെ ഗവേഷകർക്ക് ലഭ്യമാകുന്നുണ്ട്.

 

ഈ പുതിയ സിമുലേഷൻ വഴി ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഒരു വലിയ പ്രപഞ്ച വോള്യം ലഭിക്കുന്നുണ്ടെന്നും, അവിടെ കോസ്മിക് വെബും ഗാലക്സികൾ എങ്ങനെയാണ് കൂട്ടമായി കൂടിച്ചേർന്നിരിക്കുന്നതെന്നും വ്യക്തമായി കാണാൻ കഴിയുമെന്നും ഒലിവർ സിയർ വ്യക്തമാക്കുന്നു. അതേസമയം തന്നെ വ്യക്തിഗത ഗാലക്സികളെയും ഇതിൽ വ്യക്തമായി വേർതിരിച്ചറിയാൻ സാധിക്കും. ബഹിരാകാശത്തിന്റെ വിശാലതയും അതിനുള്ളിലെ സങ്കീർണ്ണമായ വിശദാംശങ്ങളും ഒരേസമയം പകർത്താനുള്ള ഈ സിമുലേഷന്റെ കഴിവ് വളരെ വലുതാണ്. പ്രപഞ്ചം എങ്ങനെ പരിണമിച്ചു എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള നിലവിലെ ആശയങ്ങൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനും ഈ സിമുലേഷൻ വലിയ തോതിൽ ഉപയോഗിക്കാം. ജെയിംസ് വെബ് ബഹിരാകാശ ദൂരദർശിനി പോലുള്ള ശക്തമായ ദൂരദർശിനികളിൽ നിന്നുള്ള യഥാർത്ഥ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി ലുമിനയിൽ മാതൃകയാക്കിയ ആദ്യകാല പ്രപഞ്ച സാഹചര്യത്തെ ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് നേരിട്ട് താരതമ്യം ചെയ്യാൻ സാധിക്കും. ഈ ഫലങ്ങൾ തമ്മിൽ കൃത്യമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നെങ്കിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് തങ്ങളുടെ സിദ്ധാന്തങ്ങളിലും നിഗമനങ്ങളിലും കൂടുതൽ ആത്മവിശ്വാസം കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. എന്നാൽ അവ തമ്മിൽ പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ലെങ്കിൽ അത് ശാസ്ത്രലോകത്തിന് കൂടുതൽ ആവേശകരമായിരിക്കും, കാരണം അത് നമ്മുടെ നിലവിലെ മോഡലിൽ എന്തോ കുറവുണ്ടെന്നതിന്റെ സൂചനയാണ് നൽകുന്നത്.

 

നാസയുടെ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ പ്രകാരം, ലുമിന ഓരോ ദിശയിലും ഏകദേശം 1.5 ബില്യൺ പ്രകാശവർഷം വീതിയിൽ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്നുണ്ട്. ഇതിന്റെ വലിപ്പം വ്യക്തമാക്കുന്നതിന് ഒരു താരതമ്യം പറഞ്ഞാൽ, നമ്മുടെ സ്വന്തം ക്ഷീരപഥത്തിന് ഏകദേശം 100,000 പ്രകാശവർഷം മാത്രമാണ് വീതിയുള്ളത്. ടെന്നസിയിലെ ഓക്ക് റിഡ്ജ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറായ ഫ്രോണ്ടിയറിലുള്ള പതിനായിരത്തിലധികം ഗ്രാഫിക്സ് പ്രോസസ്സിംഗ് യൂണിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത്രയും വലിയൊരു കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ നൽകിയത്. ഈ കൂറ്റൻ മോഡൽ പൂർത്തിയാക്കാൻ ഏകദേശം മൂന്ന് വർഷത്തോളം സമയമെടുത്തു. ലുമിന ഇതുവരെ പൊതുജനങ്ങൾക്കായി പൂർണ്ണമായി പുറത്തിറക്കിയിട്ടില്ലെങ്കിലും, ഈ സിമുലേഷന്റെ വീഡിയോകൾ ബഹിരാകാശത്തിന്റെ യഥാർത്ഥ വ്യാപ്തി എത്രത്തോളമുണ്ടെന്ന് വ്യക്തമായി കാണിച്ചുതരുന്നുണ്ട്. വ്യക്തിഗത ഗാലക്സികളിലേക്ക് സൂം ഇൻ ചെയ്യാനും, പിന്നീട് പ്രപഞ്ചത്തിലുടനീളമുള്ള മറ്റുള്ളവയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ അവ എത്ര ചെറുതാണെന്ന് കാണിക്കാൻ പിന്നോട്ട് വലിക്കാനും ഇതിലൂടെ സാധിക്കുന്നു. ഭൂമി നമുക്ക് എത്രത്തോളം വലുതായി തോന്നിയാലും, അത് ആകാശഗംഗയിലെ നിരവധി ഗ്രഹങ്ങളിൽ ഒന്ന് മാത്രമാണെന്നും പ്രപഞ്ചത്തിലെ എണ്ണമറ്റ ഗാലക്സികളിൽ ഒന്നാണെന്നും ഇത് നമ്മെ ഓർമ്മിപ്പിക്കുന്നു.

 

ബഹിരാകാശത്തെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ മൂലകങ്ങളായ ഹൈഡ്രജനിലും ഹീലിയത്തിലും ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റങ്ങൾ ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തെ ഒരൊറ്റ സിമുലേഷനിൽ എങ്ങനെ രൂപാന്തരപ്പെടുത്തി എന്ന് പഠിക്കാൻ ആദ്യമായി ലുമിന ഗവേഷകരെ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ പഠനത്തിൽ ഉൾപ്പെട്ടിട്ടില്ലാത്ത ഓസ്റ്റിനിലെ ടെക്സസ് സർവകലാശാലയിലെ ജ്യോതിശാസ്ത്ര അസിസ്റ്റന്റ് പ്രൊഫസർ ജൂലിയൻ മുനോസ് പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ലുമിന ശരിക്കും ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു സാങ്കേതിക നേട്ടമാണ്. ആദ്യകാല ഗാലക്സികൾ ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തെ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുത്തുകയും അയോണീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതിന്റെ സിമുലേഷനുകൾ വളരെ ചെലവേറിയതാണ്, അതിനാൽ അവ സാധാരണയായി പരിമിതമായ സമയത്തേക്ക് പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ വളരെ ചെറിയ ഭാഗങ്ങൾ മാത്രമേ പിന്തുടരാറുള്ളൂ. എന്നാൽ ലുമിന വലിപ്പത്തിൽ വളരെ വലുതാണ് എന്ന് മാത്രമല്ല, ഇത്തരത്തിലുള്ള മുൻകാല വിശദമായ സിമുലേഷനുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ കോസ്മിക് സമയം ഇത് പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ട്. ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചം ഒരേപോലെ ആയിരുന്നില്ലെന്നും, ചില പ്രദേശങ്ങൾ മറ്റുള്ളവയേക്കാൾ വേഗത്തിൽ പരിണമിച്ചുവെന്നും കാലക്രമേണ വ്യത്യസ്ത പ്രദേശങ്ങൾ എങ്ങനെ മാറി എന്ന് കാണാൻ ലുമിനയുടെ വലിയ തോത് ഗവേഷകരെ സഹായിക്കുന്നുവെന്നും അദ്ദേഹം കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു.

 

സാധാരണ ദ്രവ്യവും ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ബഹിരാകാശത്തിലൂടെ വ്യത്യസ്തമായി എങ്ങനെ നീങ്ങുന്നുവെന്ന് പഠിക്കാനും ഈ സിമുലേഷൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ വലിയ രീതിയിൽ സഹായിക്കുന്നു. ആദ്യ ഗാലക്സികൾ എങ്ങനെ രൂപപ്പെട്ടു എന്നതിന്റെ കമ്പ്യൂട്ടർ മോഡലുകൾ പലപ്പോഴും മൂന്ന് പ്രധാന പ്രപഞ്ച ഘടകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. സാധാരണ ദ്രവ്യം എന്നത് നക്ഷത്രങ്ങളും ഗ്രഹങ്ങളും മനുഷ്യരുമെല്ലാം അടങ്ങിയ വസ്തുക്കളാണ്. പ്രപഞ്ചത്തിലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ ഭൂരിഭാഗവും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന അദൃശ്യ പദാർത്ഥമായ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യവും ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി സാധാരണ ദ്രവ്യം പ്രകാശവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ട്, ഇത് രണ്ട് തരം ദ്രവ്യങ്ങളെയും വ്യത്യസ്ത വേഗതയിൽ ചലിപ്പിക്കാൻ ഇടയാക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചചരിത്രത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഈ വ്യത്യാസങ്ങൾ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് പ്രകാശവർഷങ്ങളിൽ വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന കോസ്മിക് പാറ്റേണുകൾ അവശേഷിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. ദൂരദർശിനികൾ വഴി ഈ പാറ്റേണുകൾ നേരിട്ട് നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയില്ലെങ്കിലും, ലുമിന പോലുള്ള സിമുലേഷനുകളിൽ ഈ വ്യതിയാനങ്ങൾ മാപ്പ് ചെയ്യാൻ സാധിക്കും. ഇത് ദ്രവ്യത്തിന്റെ ചലനാത്മകത ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തെ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കാം എന്ന് അന്വേഷിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ അനുവദിക്കുന്നു.

 

ചെറിയ മോഡലുകൾക്ക് നഷ്ടപ്പെടാൻ സാധ്യതയുള്ള അപൂർവ ഗാലക്സികളെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിൽ പഠിക്കാൻ ഗവേഷകരെ ഈ സിമുലേഷൻ സഹായിക്കുമെന്ന് യുകെയിലെ സസെക്സ് സർവകലാശാലയിലെ ജ്യോതിശാസ്ത്ര പ്രൊഫസർ ഇലിയൻ ഇലിയേവ് അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കൂടുതൽ പൂർണ്ണവും കൃത്യവുമായ ഒരു ചിത്രം നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ലുമിനയും പുതിയ ദൂരദർശിനി നിരീക്ഷണങ്ങളും പരസ്പരം എങ്ങനെ പൂരകമാകുമെന്ന് കാണാൻ താൻ ഏറെ ആകാംക്ഷയോടെയാണ് കാത്തിരിക്കുന്നത് എന്നും അദ്ദേഹം വ്യക്തമാക്കുന്നു. പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉത്ഭവത്തെയും അതിന്റെ പരിണാമത്തെയും കുറിച്ചുള്ള മനുഷ്യന്റെ അന്വേഷണങ്ങളിൽ നാഴികക്കല്ലായി മാറാൻ പോകുന്ന ഈ മുന്നേറ്റം, വരുംകാലങ്ങളിൽ ജ്യോതിശാസ്ത്ര രംഗത്ത് വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്കാണ് വഴിതുറക്കുന്നത്. ആദ്യകാല പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കാണാപ്പുറങ്ങൾ വെളിച്ചത്തുകൊണ്ടുവരാൻ സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ സഹായത്തോടെ നടത്തുന്ന ഇത്തരം വലിയ ഗവേഷണങ്ങൾ ബഹിരാകാശ ശാസ്ത്രത്തെ പുതിയൊരു തലത്തിലേക്കാണ് ഉയർത്തുന്നത്.