التلسكوب الراديوي المكوّن من آلاف الهوائيات يشبه أذنًا عملاقة تسمع السماء بأكملها في آنٍ واحد. لكن الأذن لا تستطيع رسم صورة: يجب ضرب الإشارات القادمة من كل زوج من الهوائيات، وفي مصفوفة من عشرة آلاف عنصر، يصل عدد الأزواج إلى خمسين مليونًا. المرابط التقليدي يفعل ذلك تمامًا، ويزداد تعقيده كمربع عدد الهوائيات. بالنسبة لتلسكوب SKA-Low قيد الإنشاء، الذي يضم عشرات الآلاف من العناصر، يصطدم هذا النهج بجدار.

نقل مؤلفو المقال هذه الطريقة إلى منطق قابل للبرمجة (FPGA)، وهي شريحة تنفذ العديد من العمليات بالتوازي، مثل مصنع يضم ألف خط تجميع. النموذج الأولي على بطاقة AMD Alveo V80 يستقبل الإشارات الرقمية من 256 هوائيًا، ويوزعها على شبكة منتظمة، ويطبق تحويل فورييه السريع. ونتيجة لذلك، يُنتج إطار للسماء بحجم 64×64 بكسل كل 5 ميكروثوانٍ. هذا يشبه تصوير السماء ليلاً بمعدل 195,000 إطار في الثانية.

أظهر الاختبار على بيانات اصطناعية من محطة AAVS2 (نموذج أولي لـ SKA-Low) أن جميع المصادر ظهرت في أماكنها الصحيحة، بما في ذلك وميض مضاف صناعيًا. ويشير تقدير الموارد إلى أن بطاقة واحدة يمكنها خدمة ما يصل إلى 20,000 هوائي باستقطابين، وهو ما يعادل 20 إلى 30 محطة من نواة SKA-Low. للمقارنة، كان تنفيذ GPU على LWA-Sevilleta ينتج إطارات كل 80 مللي ثانية بعرض نطاق 19.2 ميغاهرتز. النهج الجديد يتفوق في عرض النطاق بعدة مرات، وربما بعشرة أضعاف في حجم المصفوفة.

في السابق، كان من غير الواضح ما إذا كانت الطريقة قادرة على التوسع إلى عشرات الآلاف من الهوائيات وتوفير دقة زمنية بالمللي ثانية. الآن ثبت أن بطاقة تجارية واحدة تتعامل مع مصفوفة من 20,000 عنصر، منتجة إطارات كل 5 ميكروثوانٍ. السر هو أن تحويلات فورييه منخفضة الدقة على FPGA تُنفذ بالتوازي وباستهلاك طاقة أقل من معالجات الرسوميات. هذا ليس مجرد تسريع، بل تغيير في البنية: بدلاً من تخزين الارتباطات، يتم حساب الصورة مباشرة، مما يقلل بشكل جذري من متطلبات الذاكرة.

التصوير اللحظي للسماء بأكملها لم يعد خيالًا علميًا. اليوم بالفعل، يمكن دمج هذا النهج في مرابط SKA-Low لمراقبة السماء في الوقت الفعلي بالتوازي. الخطوة التالية هي التحقق على بيانات حقيقية من محطة AAVS2 في مرصد مورشيسون. إذا نجح كل شيء، فإن تلسكوبات المستقبل الراديوية لن تحسب مليارات الضربات الثنائية، بل ستصور السماء ببساطة، كما تصور كاميرا السينما الشارع.