15 000 grafikos procesorių atkūrė pirmuosius du milijardus Visatos metų: mokslininkai pristatė „Lumina“

Sekite TechNaujienos Google

„Harvard & Smithsonian“ astronomai sukūrė vieną detaliausių ankstyvosios Visatos kompiuterinių simuliacijų, kuri leidžia sekti materijos ir spinduliuotės raidą per pirmuosius du milijardus metų po Didžiojo sprogimo. Spalio 25 dieną „Smithsonian“ pranešė, kad modelis „Lumina“ buvo skaičiuojamas naudojant daugiau nei 15 tūkst. grafikos procesorių viename galingiausių pasaulio superkompiuterių.

Simuliacija skirta tyrinėti laikotarpį, kai formavosi ankstyvosios galaktikos ir žvaigždės, o karštos dujos bei tamsioji materija kūrė didelio masto Visatos struktūrą. Modelis jungia skirtingus fizikinius procesus, kurie ilgą laiką buvo tiriami atskirai arba mažesnio mastelio skaičiavimais.

Projektas vykdytas naudojant JAV Oak Ridge nacionalinėje laboratorijoje esantį superkompiuterį „Frontier“. Vien grafikos procesorių skaičius rodo, kokia didelė skaičiavimo apkrova reikalinga, kai modeliuojamas milžiniškas kosmoso tūris ir kartu siekiama išsaugoti pakankamą smulkiųjų struktūrų detalumą.

Ką astronomai mėgina atkurti

Modelis seka įprastinės medžiagos, tamsiosios materijos ir spinduliuotės tarpusavio poveikį. Šie procesai lėmė, kaip susidarė tankesni medžiagos telkiniai, o juose – žvaigždės ir galaktikos. Be tinkamo dujų judėjimo bei energijos perdavimo aprašymo sunku palyginti teorijas su realiais teleskopų duomenimis.

Naujausi straipsniai

2 min. skaitymo • prieš 9 minutės

„Cannondale“ dviračių gamyba iš Nyderlandų iš dalies keliasi į Kėdainius: pokyčiai vyks iki 2027 metų

2 min. skaitymo • prieš 29 minutės

„SpaceX“ susitarė dėl 40 mlrd. dolerių GPU finansavimo: planuoja milžinišką DI infrastruktūros plėtrą

2 min. skaitymo • prieš 49 minutės

„Nvidia“ investuos 3 mlrd. dolerių į „Meta“: bendrovės plečia bendradarbiavimą dėl DI agentų

Visi naujausi straipsniai →

„Lumina“ gali padėti aiškinti „James Webb“ stebimas labai ankstyvas galaktikas, kurių šviesa Žemę pasiekia iš didžiulio atstumo. Apie kitus teleskopo duomenimis pagrįstus galaktikų tyrimus neseniai rašė „TechNaujienos.lt“. Mokslininkai naudosis skaičiavimais ir būsimų „Nancy Grace Roman“ kosminio teleskopo stebėjimų interpretacijai.

Simuliacijoje galima virtualiai keisti pradines fizikines prielaidas ir stebėti, kaip tai atsiliepia galaktikų skaičiui, dujų pasiskirstymui ar spinduliuotės plitimui. Tokiu būdu modelis tampa teorijų tikrinimo priemone, o ne vien įspūdingu Visatos vaizdu.

Kodėl reikia tokio didelio kompiuterio

Ankstyvosios Visatos evoliucija apima nepaprastai didelį laiko ir erdvės intervalą. Kiekviename žingsnyje reikia atnaujinti dujų, gravitacijos ir spinduliuotės būseną daugelyje skaičiavimo tinklelio elementų. Daugiausia iššūkių sukelia bandymas tuo pat metu aprėpti milžiniškas struktūras ir pakankamai smulkius galaktikų procesus.

Modelis publikuotas žurnale „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“. Jame kuriama skaičiuojamoji Visatos versija, todėl pateikiami vaizdai nėra tikros to laikotarpio nuotraukos. Tikslumas vertinamas lyginant apskaičiuotus rezultatus su astronominiais stebėjimais.

Tyrėjai numato papildomas studijas apie dujų apykaitą tarp galaktikų, jonizacijos procesus ir intensyviausio žvaigždžių formavimosi regionus. Gauti rezultatai turėtų būti naudojami tikrinant ankstyvosios kosminės raidos modelius.