10.09.2021 - 17:40
Un equip internacional d’investigadors ha creat la simulació més gran i realista de l’Univers fins a la data i l’ha posat a disposició de tot el món de forma gratuïta en el núvol. Uchuu (que significa espai exterior en japonès) consta de 2,1 bilions de partícules en un cub computacional sense precedents de nou mil sis-cents trenta milions d’anys llum de costat. En comparació, això és aproximadament tres quarts de la distància entre la Terra i les galàxies observades més distants. Uchuu permet d’estudiar l’evolució de l’Univers a un nivell tant de gràndaria com de detall inconcebible fins ara.
Uchuu se centra en l’estructura a gran escala de l’Univers: halos misteriosos de matèria fosca que controlen no només la formació de galàxies, sinó també el destí de tot l’Univers. L’escala d’aquestes estructures varia des dels cúmuls de galàxies més grans fins a les galàxies més petites. Les estrelles i els planetes individuals no estan resolts.
Però una forma en la qual Uchuu guanya en comparació amb altres mons virtuals és el domini del temps; Uchuu simula l’evolució de la matèria durant gairebé tots els tretze mil vuit-cents milions d’anys d’història de l’Univers d’ençà del Big Bang fins al present. Això és més de trenta vegades més que el temps transcorregut d’ençà que la vida animal va sorgir per primera vegada dels mars de la Terra.
Julia F. Ereza, estudiant de l’Institut d’Astrofísica d’Andalusia (IAA-CSIC) que fa servir Uchuu per estudiar l’estructura a gran escala de l’Univers, va explicar en un comunicat la importància del nou univers virtual: “Uchuu és com una màquina del temps: podem avançar, retrocedir i aturar-nos en el temps, podem apropar-nos a una sola galàxia o allunyar-nos per visualitzar un cúmul complet, podem veure el que realment succeeix en cada instant i en cada lloc de l’Univers d’ençà dels seus primers dies fins al present, sent una eina essencial per estudiar el Cosmos”.
Un equip internacional d’investigadors del Japó, l’estat espanyol, els EUA, l’Argentina, Austràlia, Xile, l’estat francès i Itàlia va crear Uchuu utilitzant ATERUI II, la supercomputadora més poderosa del món. Fins i tot amb tot aquest poder, es va trigar un any a produir Uchuu.
Tomoaki Ishiyama, professor associat de la Universitat de Chiba que va desenvolupar el codi utilitzat per generar Uchuu, explica: “Per produir Uchuu hem utilitzat els 40.200 processadors (nuclis de CPU) disponibles exclusivament durant 48 hores al mes. Es van consumir vint milions d’hores de superordinador i es van generar 3 Petabytes de dades, l’equivalent a 894.784.853 imatges d’un telèfon mòbil de 12 megapíxels”.
L’equip d’investigació va utilitzar tècniques computacionals d’alt rendiment per comprimir la informació sobre la formació i evolució dels halos de matèria fosca en la simulació d’Uchuu en un catàleg de 100 terabytes. Aquest catàleg és disponible per a tots en el núvol en un format fàcil d’usar gràcies a la infraestructura computacional skun6 ubicada a l’Institut d’Astrofísica d’Andalusia (IAA-CSIC), el grup RedIRIS i el Centre Gallec de Supercomputació (CESGA). Les futures publicacions de dades inclouran catàlegs de galàxies virtuals i mapes de lents gravitacionals.
Els productes de ciència de Big Data de Uchuu ajudaran als astrònoms a aprendre a interpretar els estudis de galàxies de Big Data que s’esperen en els anys vinents a partir d’instal·lacions com el Telescopi Subaru i la missió espacial Euclid de l’ESA.
La investigació ha estat publicada a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
