Vũ trụ ảo lớn nhất tạo bởi siêu máy tính

Một nhóm nhà nghiên cứu quốc tế tạo ra mô hình chi tiết của vũ trụ và cho phép mọi người tự do khám phá thông qua điện toán đám mây.

Hào quang vật chất tối trong mô phỏng Uchuu. Ảnh: Tomoaki Ishiyama

Uchuu (có nghĩa là "vũ trụ" ở Nhật Bản) là mô phỏng lớn và thực tế nhất của vũ trụ tính đến nay. Mô phỏng Uchuu bao gồm 2,1 nghìn tỷ hạt trong một khối tính toán với mỗi mặt đại diện cho 9,63 tỷ năm. Đó là 3/4 khoảng cách giữa Trái Đất và những thiên hà xa nhất từng được quan sát. Uchuu hé lộ quá trình tiến hóa của vũ trụ ở cấp độ chưa từng có về mặt kích thước và chi tiết.

Uchuu tập trung vào cấu trúc vũ trụ: quầng sáng bí ẩn của vật chất tối chi phối không chỉ sự hình thành của thiên hà mà cả số phận của toàn bộ vũ trụ. Quy mô của những cấu trúc này trải dài từ các cụm thiên hà lớn nhất tới nhỏ nhất. Một điểm mạnh của Uchuu so với những thế giới mô phỏng khác là miền thời gian. Uchuu mô phỏng sự tiến hóa của vật chất trong gần như toàn bộ lịch sử 13,8 tỷ năm của vũ trụ từ vụ nổ Big Bang cho tới nay, lâu hơn 30 lần so với thời gian động vật sống đầu tiên chuyển từ biển lên cạn trên Trái Đất.

"Uchuu giống như một cỗ máy thời gian. Chúng tôi có thể tiến về tương lai, ngược về quá khứ và làm thời gian dừng lại. Chúng tôi có thể phóng to một thiên hà hoặc thu nhỏ để hình dung cả cụm. Chúng tôi có thể quan sát điều gì đang xảy ra vào mọi lúc và mọi nơi trong vũ trụ từ thuở sơ khai cho tới hiện tại. Đây là một công cụ cần thiết để nghiên cứu vũ trụ", Julia F. Ereza, nghiên cứu sinh tiến sĩ ở Viện Vật lý thiên văn Andalusia, người sử dụng Uchuu để tìm hiểu cấu trúc vũ trụ, giải thích về tầm quan trọng của miền thời gian.

Nhóm nghiên cứu quốc tế đến từ Nhật Bản, Tây Ban Nha, Mỹ, Argentina, Australia, Chile, Pháp và Italy tạo ra Uchuu bằng ATERUI II, siêu máy tính mạnh nhất thế giới phục vụ trong lĩnh vực thiên văn. Tuy nhiên, họ vẫn mất một năm để Uchuu ra đời. Tomoaki Ishiyama, phó giáo sư ở Đại học Chiba, người phát triển mã hóa để tạo ra Uchuu, cho biết ông và cộng sự sử dụng tổng cộng 40.200 bộ xử lý (lõi CPU) có sẵn trong 48 giờ mỗi tháng. Họ đã làm việc 20 triệu giờ, sản xuất 3 petabyte dữ liệu, tương đương 894.784.853 bức ảnh chụp bằng điện thoại di động 12 megapixel.

Nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật vi tính hiệu suất cao để nén thông tin về quá trình hình thành và tiến hóa của hào quang vật chất tối trong mô phỏng Uchuu vào catalog 100 terabyte, cho phép truy cập tự do qua hệ thống máy tính ở Viện Vật lý thiên văn Andalusia, tổ chức RedIRIS và Trung tâm siêu máy tính Galicia (CESGA).

Nguồn VNEXPRESS (Theo Phys.org)