قبل 12 مليار سنة... «غايا» يكشف عن أجزاء في أصل تكوين مجرة درب التبانة

أصل تكوين «درب التبانة» قبل أكثر من 12 مليار سنة (إكس)
أصل تكوين «درب التبانة» قبل أكثر من 12 مليار سنة (إكس)
TT

قبل 12 مليار سنة... «غايا» يكشف عن أجزاء في أصل تكوين مجرة درب التبانة

أصل تكوين «درب التبانة» قبل أكثر من 12 مليار سنة (إكس)
أصل تكوين «درب التبانة» قبل أكثر من 12 مليار سنة (إكس)

حدد التلسكوب الفضائي «غايا» المخصص لرسم خرائط درب التبانة، مجموعتين من النجوم البدائية في قلب مجرتنا، وهما أصل تكوينها قبل أكثر من 12 مليار سنة، بحسب دراسة حديثة.

وبحركتهما الدورانية المنتظمة، يشبه هذان «التدفقان النجميان» اللذان يحتوي كل منهما على كتلة تساوي 10 ملايين شمس، «لبنات البناء الأولى» للقلب القديم لمجرة درب التبانة، حيث تكونت النجوم الأولى قبل أن تنمو المجرة وتتخذ شكلها الحلزوني الحالي، على ما قال خياتي مالهان من معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية في ألمانيا لوكالة «فرنس برس».

وأوضح المعد الرئيسي للدراسة التي نشرت نتائجها مجلة «أستروفيزيكال جورنال» أن «هذه أول مرة نتمكّن فيها من التعرف على أجزاء من هذه المجرة الأولية» التي سُميت «شاكتي وشيفا»، تيمّناً باثنين من الآلهة الهندوسية «أدى اتحادهما إلى نشوء الكون».

وسلّم مسبار «غايا» التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، والذي يعمل على بعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض منذ 10 سنوات، خريطة ثلاثية الأبعاد في عام 2022 لمواقع وحركات أكثر من 1.8 مليار نجم.

وأتاحت هذه الخريطة التعرف على مجموعة نجوم ملقبة بـ«القلوب العجوز المسكينة»، بسبب كبر سنها، وذلك بسبب التركيبة المعدنية الضعيفة (مؤشر كيميائي لعمر النجم)، وموقعها المركزي.

وقد كان ذلك خطوة مهمة لعلم الآثار المجرية، الذي يهدف إلى إعادة بناء العصور المختلفة من تاريخ درب التبانة «بالطريقة نفسها التي يعيد بها علماء الآثار بناء تاريخ مدينة ما»، كما أوضح معهد ماكس بلانك في بيان.

وبالتالي فإن نموذج تطور درب التبانة يحاكي «مدينة مركزية قديمة محاطة بمناطق أحدث»، وفق المعهد. ولكن «كلما عدنا إلى الوراء في الزمان والمكان، أصبحت صورة تاريخ المجرة غير واضحة»، بحسب خياتي مالهان.

ولذلك حقق علماء الفلك في هذه النواة القديمة التي تم تحديدها في عام 2022. وأخذوا عينة من 6 ملايين نجم، ودرسوا كيمياءها وموقعها باستخدام الذكاء الاصطناعي على وجه الخصوص.

وبذلك وضعوا أصابعهم على «تيارين نجميين» (شاكتي وشيفا)، تشكلا قبل ما بين 12 و13 مليار سنة، في العصور الأولى لمجرة درب التبانة.

والمفاجأة أن نجومهما تتمتع بمعادن عالية بشكل غير طبيعي لنجوم بهذا العمر. وهذه علامة محتملة على أنها تأتي من جيل سابق من النجوم. وعندما ماتت، أطلقت العناصر الكيميائية التي «زرعت» الغاز النجمي البيني الذي تكوّنت منه نجوم «شاكتي وشيفا».



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»