Ученые воссоздали Вселенную в цифре: что показала симуляция на самом мощном суперкомпьютере?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Когда-то наблюдение за звёздами было уделом одиночек-астрономов, вооружённых телескопами и терпением. Сегодня же к ним присоединились суперкомпьютеры, способные воссоздавать целые эпохи развития Вселенной в цифровом формате. Недавний прорыв в этой области, осуществлённый на суперкомпьютере Frontier, открывает новую главу в космологии, позволяя нам не просто наблюдать, но и экспериментировать с мирозданием.

От гравитации к «кухонному набору» Вселенной

Долгое время компьютерное моделирование космоса ограничивалось упрощёнными моделями, где главным действующим лицом была гравитация. Это было оправдано: гравитация — фундаментальная сила, формирующая крупномасштабную структуру Вселенной. Однако, такой подход оставлял за бортом множество важных процессов. Представьте себе, что вы пытаетесь понять работу двигателя внутреннего сгорания, игнорируя всё, кроме движения поршней. Вы получите общее представление, но упустите ключевые детали.

Симуляция Вселенной, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

В связи с этим, группа исследователей из Аргоннской национальной лаборатории, возглавляемая Салманом Хабибом, задалась целью создать всеобъемлющую модель Вселенной. Их амбициозный проект выходит за рамки упрощённых симуляций, ограничивающихся гравитационными взаимодействиями. Учёные стремятся воссоздать в цифровом формате всю сложность астрофизических процессов, включая не только гравитацию, но и взаимодействие видимой и тёмной материи, поведение разогретого газа, а также рождение и эволюцию звёзд, чёрных дыр и галактических структур. Этот метод, именуемый космологическим гидродинамическим моделированием, предъявляет чрезвычайно высокие требования к вычислительной мощности.

HACC: код, который увидел экзафлопсы

Ключом к успеху стал код HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code). Этот программный монстр, разработанный более десяти лет назад, прошёл долгий путь эволюции. Разработанный в свое время для машин петафлопсного уровня производительности, код HACC претерпел существенную трансформацию. Модернизация, осуществленная в ходе проекта ExaSky, позволила адаптировать его к возможностям экзафлопсных суперкомпьютеров, открыв тем самым доступ к решению задач невиданной ранее сложности.

Экзафлопсные суперкомпьютеры — это настоящие титаны вычислительного мира, способные выполнять более квинтиллиона операций в секунду. Это открывает совершенно новые возможности для науки, позволяя решать задачи, которые раньше считались неразрешимыми. HACC, адаптированный к работе на таких системах, превзошёл все ожидания. Производительность HACC на суперкомпьютере Frontier превзошла показатели предыдущих систем почти в 300 раз.

Frontier: окно в прошлое и будущее Вселенной

Вычислительные мощности суперкомпьютера Frontier, размещённого в Ок-Риджской национальной лаборатории, предоставили беспрецедентные возможности для реализации самой амбициозной космологической симуляции на сегодняшний день. Благодаря задействованию порядка девяти тысяч вычислительных узлов, оборудованных высокопроизводительными графическими ускорителями, HACC позволил реконструировать ключевые этапы развития Вселенной, охватывающие миллиарды лет космической истории.

Размер смоделированной области сопоставим с масштабами наблюдений, которые проводят крупнейшие телескопические обсерватории, такие как Обсерватория Рубина в Чили. Это означает, что мы теперь можем не только сравнивать теоретические модели с реальными данными, но и проверять их на соответствие действительности.

Oak Ridge National Laboratory
Больше, чем просто цифры: значение новой эры моделирования

Результаты, полученные на Frontier, — это не просто рекорд в области вычислительной мощности. Это открытие новой эры в космологии, эры, когда мы можем использовать компьютеры как машины времени, позволяющие нам заглянуть в далёкое прошлое Вселенной и предсказать её будущее.

Космологические гидродинамические симуляции позволяют нам исследовать процессы, которые невозможно наблюдать напрямую. Они помогают нам понять, как формировались первые галактики, как тёмная материя влияет на эволюцию Вселенной, и какие физические законы лежат в основе этих процессов.

Симуляция Вселенной, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Работа команды Хабиба — это пример того, как передовые вычислительные технологии могут расширить границы нашего понимания Вселенной. Это только начало большого пути, на котором нас ждут новые открытия и более глубокое понимание того, как устроен мир, в котором мы живём.

3 комментария

Добавить комментарий

107012527529219506477@google
Осталось заселить эту виртуальную вселенную виртуальными разумными существами которые будут изучать её изнутри. А мы для них будем богами.
1
И так до бесконечности)
M
Какая такая «гидродинамическая модель вселенной»? Что за бред

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Perseverance нашёл на Марсе реку, о которой никто не знал: под дельтой в кратере Джезеро скрывалась ещё одна, возрастом 4 миллиарда лет

Кратер Джезеро на Марсе выбрали местом посадки Perseverance по конкретной причине: с орбиты в нём видны остатки дельты — веерообразного осадочного тела, которое река оставляет, впадая в...

Обзор детектора горючих газов FNIRSI GD-02: дополнительный гарант безопасности при работе с газовым оборудованием

Горючие газы давно стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Приготовление пищи, обогрев жилища, а также использование в качестве движущей силы, — все это уже обыденность, без...

Новый метод измерения расширения Вселенной: физики вычислили постоянную Хаббла по гравитационному фону

Вселенная расширяется. Скорость этого расширения прямо сейчас описывается одним числом — постоянной Хаббла (H₀). Измерить его можно разными способами, и тут возникает проблема.Один класс...

5 самых абсурдных покупок в мире: доспехи для морских свинок, невидимые картины и бесполезные приложения

  • Тематическая подборка
  • Оффтопик
Сейчас время такое: из каждого утюга только и слышится о выгодных вложениях, инвестициях и финансовой грамотности. Пишутся сотни статей о том, как не потерять свои кровные заработанные финансы. Но...

Маленькое государство в Южной Азии майнит биткоины на миллионы — как Бутан стал криптодержавой

Если посмотреть на список стран с крупнейшими государственными запасами биткоина, то первые позиции выглядят вполне ожидаемо: США, Китай и Великобритания. Но дальше происходит довольно необычная...