طور باحثون في جامعة ووترلو أداة Effort.jl، وهي أداة جديدة تسمح للعلماء بمحاكاة الهيكل واسع النطاق للكون باستخدام جهاز لابتوب فقط. هذه الابتكار يقلل من وقت الحوسبة من أيام على الحواسيب الخارقة إلى ساعات، مما يمكن من تحليل أسرع لمجموعات بيانات كونية هائلة. الأداة تحاكي نماذج معقدة مثل نظرية المجال الفعالة لهيكل واسع النطاق (EFTofLSS).
الدكتور ماركو بونيسي، باحث ما بعد الدكتوراه في مركز ووترلو لعلم الفلك الفيزيائي، قاد فريقًا دوليًا في إنشاء Effort.jl، وهي اختصار لـ EFfective Field theORy surrogate. نشأت الأداة من إحباط بونيسي مع المحاكيات الطويلة؛ تعديل معامل واحد في النماذج التقليدية يمكن أن يستغرق أيامًا من وقت الحواسيب الخارقة. يعالج Effort.jl هذا باستخدام تقنيات عددية متقدمة وطرق معالجة بيانات مسبقة لتقديم دقة عالية بسرعة استثنائية.
"باستخدام Effort.jl، يمكننا التعامل مع مجموعات بيانات معقدة على نماذج مثل EFTofLSS، التي كانت تحتاج سابقًا إلى الكثير من الوقت وقوة الحاسوب"، شرح بونيسي. أبرز أهميتها لمشاريع مثل DESI وEuclid، التي تولد مجموعات بيانات فلكية هائلة. يسمح المحاكي للباحثين بتحليل البيانات بشكل أسرع وبأقل تكلفة، مع إجراء تعديلات متعددة بناءً على تفاصيل البيانات.
كجزء من فئة من الاختصارات الحسابية المعروفة باسم المحاكيات، يعيد Effort.jl إنتاج المحاكيات المكثفة في الموارد بينما يعمل بسرعة أكبر بكثير. يدعم تقنيات مثل أخذ العينات القائمة على التدرج لاستكشاف فعال لسيناريوهات كونية. أظهرت التحقق التوافق الوثيق للتنبؤات مع مخرجات EFTofLSS، مع هامش خطأ صغير. الأداة أيضًا تتعامل مع التشوهات الملاحظة ويمكن تخصيصها بسهولة.
رغم قوتها، يتطلب Effort.jl خبرة بشرية لتحديد المعاملات وتفسير النتائج وتطبيق الرؤى الفيزيائية. في المستقبل، يمكن أن تعالج مجموعات بيانات أكبر وتندمج مع أدوات أخرى، مع تطبيقات محتملة في مجالات مثل نمذجة الطقس والمناخ خارج علم الفلك الفيزيائي.
تم تفصيل البحث في الورقة "Effort.jl: a fast and differentiable emulator for the Effective Field Theory of the Large Scale Structure of the Universe"، المنشورة في Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025; 2025 (09): 044, DOI: 10.1088/1475-7516/2025/09/044). يشمل المؤلفون ماركو بونيسي، غويدو داميكو، جوليان بيل، وكارميليتا كاربون.