Argonne National Laboratory, US Dept of Energy
Físicos utilizaram 9000 nós de computação do supercomputador Frontier para simular um volume do Universo em expansão com mais de 31 mil milhões de megaparsecs cúbicos.
“Há dois componentes no Universo: a matéria negra — que, tanto quanto sabemos, só interage gravitacionalmente — e a matéria convencional, ou matéria atómica”, explica o físico Salman Habib, do Laboratório Nacional de Argonne, nos EUA, à Science Alert.
Por isso, se queremos saber o que o Universo está a fazer, temos de simular estas duas coisas: a gravidade e toda a outra física, incluindo o gás quente e a formação de estrelas, buracos negros e galáxias; o “lava-loiças” astrofísico, por assim dizer. Estas simulações são aquilo a que chamamos simulações de hidrodinâmica cosmológica”.
O projeto ExaSky usou o supercomputador Frontier para realizar esta simulação, que é a maior alguma vez feita. O objetivo do projeto, que permite introduzir números, acelerar o tempo, retroceder ou aumentar e diminuir o zoom, é ajudar os astrofísicos a compreender a evolução e a física do Universo.
Foram necessários anos para aperfeiçoar os algoritmos, a matemática e o Código de Cosmologia Acelerada Híbrida/Hardware necessários para executar a simulação ExaSky.
Mas, com as atualizações que tornaram o Frontier o supercomputador mais rápido do mundo na altura, a equipa conseguiu aumentar a dimensão da simulação, da qual podemos ter um vislumbre no vídeo que acompanha um artigo publicado pelos investigadores, no site na Universidade de Oak Ridge.
Ainda vai demorar algum tempo até vermos publicadas quaisquer análises baseadas na simulação, mas este teaser já adivinha um enorme aglomerado de galáxias a juntar-se num volume de espaço que mede 64 por 64 por 76 megaparsecs, ou 311 296 megaparsecs cúbicos.
Este volume representa apenas 0,001% de todo o volume da simulação, pelo que se esperam ver resultados bastante impressionantes no futuro, escreve a Science Alert.
“Não se trata apenas da dimensão do domínio físico que é necessária para fazer comparações diretas com as observações de pesquisas modernas possibilitadas pela computação exascale”, afirma o astrofísico Bronson Messer, do Laboratório Nacional de Oak Ridge.
“É também o realismo físico adicional de incluir os bariões e toda a outra física dinâmica que faz desta simulação um verdadeiro tour de force para a Frontier.”
Ainda há muitas coisas que podem ter de ser deixadas de fora por uma questão de eficiência. As simulações anteriores, por exemplo, tiveram de abandonar muitas das variáveis que compõem uma simulação hidrodinâmica.
“Se simulássemos uma grande parte do universo estudado por um dos grandes telescópios, como o Observatório Rubin no Chile, estaríamos a falar de grandes períodos de tempo — milhares de milhões de anos de expansão“, diz Habib. “Até há pouco tempo, não podíamos sequer imaginar fazer uma simulação tão grande como esta, exceto apenas na aproximação da gravidade.”
