Суперкомпьютер создал крупнейшую симуляцию Вселенной в истории

В прошлом месяце исследователи использовали один из самых мощных суперкомпьютеров в мире — Frontier, чтобы решить одну из крупнейших научных загадок: изучить распределение атомной и темной материи во Вселенной.

Симуляция, созданная с помощью Frontier, стала крупнейшей в области астрофизики, охватив размеры, сопоставимые с данными крупных астрономических обсерваторий — до сих пор такие расчеты были невозможны. Результаты стали основой для нового моделирования материи во Вселенной, от видимой до "невидимой", взаимодействующей с обычной материей только через гравитацию.

Суперкомпьютер Frontier — это система экзафлопсного уровня, способная выполнять квинтиллион (миллиард миллиардов) операций в секунду. Это делает его идеальным инструментом для симуляции физики и эволюции как известных, так и неизвестных аспектов Вселенной.

Если мы хотим понять, что происходит во Вселенной, нам нужно моделировать как гравитацию, так и другие физические процессы — от формирования горячих газов до звезд, черных дыр и галактик.

— Салман Хабиб, директор отдела вычислительных наук Национальной лаборатории Аргонна

По данным CERN, видимая материя составляет всего около 5% Вселенной. Темная материя, определяемая через гравитационное воздействие, занимает около 27%, а оставшиеся 68% приходится на темную энергию, ответственную за ускоренное расширение Вселенной.

С помощью Frontier ученые смогли смоделировать гигантские временные и пространственные масштабы, например, миллиарды лет расширения Вселенной. Бронсон Мессер, директор научного отдела в лаборатории Ок-Ридж, отметил:

Симуляция не только охватывает огромный физический домен, но и включает физику барионов и другие динамические процессы, что делает ее настоящим научным прорывом.

Симуляции были выполнены с использованием кода HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code), созданного 15 лет назад и модернизированного в рамках восьмилетнего проекта Exascale Computing Project стоимостью $1,8 миллиарда.