Tech

นักวิจัยสร้างจักรวาลเสมือนจริงทั้งหมด

ทีมนักวิจัยนานาชาติได้สร้างจักรวาลเสมือนจริงทั้งหมด เป็นการจำลองจักรวาลที่กว้างขวางและมีรายละเอียดมากที่สุดที่เคยทำมา เรียกว่าการจำลอง Uchuu มี ‘อนุภาค’ 2.1 ล้านล้านในอวกาศ 9.6 พันล้านปีแสงข้าม

การจำลองนี้ใช้ได้อย่างอิสระบนคลาวด์และรูปแบบที่ใช้งานง่าย สำหรับเรื่องนี้ เครดิตไปที่ skun6 โครงสร้างพื้นฐานทางคอมพิวเตอร์ซึ่งตั้งอยู่ที่ Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) กลุ่ม RedIRIS และ Galician Supercomputing Center (CESGA)

ความหมายของ Uchuu คือ นอกโลก ในภาษาญี่ปุ่น เผยให้เห็นวิวัฒนาการของจักรวาลในระดับทั้งขนาดและรายละเอียดที่นึกไม่ถึงจนถึงตอนนี้

การจำลองส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ โครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล เหมือนรัศมีลึกลับของสสารมืด รายละเอียดที่นำเสนอนั้นสูงพอที่นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุทุกอย่างตั้งแต่กระจุกดาราจักร ไปจนถึง รัศมีสสารมืด ของกาแล็กซีแต่ละแห่ง

Uchuu จำลองวิวัฒนาการของสสารซึ่งแตกต่างจากโลกเสมือนจริงอื่น ๆ เกือบ 13.8 พันล้านปี Time evolution of the number of halosประวัติศาสตร์ของจักรวาล ตั้งแต่ บิ๊กแบง จนถึงปัจจุบัน นั่นยาวนานกว่า 30 เท่านับตั้งแต่สัตว์เริ่มคลานออกจากทะเลบนโลก

Time evolution of the number of halos

วิวัฒนาการเวลาของจำนวนรัศมีในแต่ละช่วงมวล ตามที่คาดการณ์ไว้โดยการจำลองนี้ แถบที่ขยายในแนวนอนจากแต่ละวงกลมและสามเหลี่ยมแสดงถึงช่วงของมวลรัศมี แกนตั้งคือจำนวนรัศมีที่พบในลูกบาศก์แต่ละด้านประมาณ 9.6 พันล้านปีแสง แถบไล่ระดับที่ด้านบนของรูปแสดงถึงประเภทของวัตถุที่พบในรัศมีของมวลนั้น การจำลอง Uchuu คาดการณ์ว่ารัศมีจำนวนมากที่มีมวลเทียบได้กับรัศมีของดาราจักรของเราได้ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 13 พันล้านปีก่อน (เครดิต: Tomoaki Ishiyama)

Uchuu ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ ATERUI II ซึ่งเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกที่อุทิศให้กับดาราศาสตร์ แม้จะมีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังเช่นนี้ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ใช้เวลาหนึ่งปีในการผลิต Uchuu

Tomoaki Ishiyama รองศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Chiba ผู้พัฒนารหัสที่ใช้สร้าง Uchuu อธิบาย “ในการผลิต Uchuu เราใช้โปรเซสเซอร์ (แกน CPU) ทั้งหมด 40,200 ตัวซึ่งมีให้ใช้งานเป็นเวลา 48 ชั่วโมงในแต่ละเดือนเท่านั้น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ถูกใช้ไป 20 ล้านชั่วโมง และสร้างข้อมูล 3 เพตาไบต์ เทียบเท่ากับรูปภาพ 894,784,853 ภาพจากโทรศัพท์มือถือ 12 เมกะพิกเซล”

การจำลองสร้างข้อมูลมากกว่า 3 เพตาไบต์ นั่นคือ 3,000 TB หรือ 3 ล้าน GB นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคการคำนวณที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อบีบอัดข้อมูลเกี่ยวกับการก่อตัวและ

วิวัฒนาการของสสารมืด รัศมี ในการจำลอง Uchuu เป็นแค็ตตาล็อกขนาด 100 เทราไบต์

Julia F. Ereza, Ph.D. นักเรียนที่ IAA-CSIC ซึ่งใช้ Uchuu เพื่อศึกษาโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาล อธิบายว่า “Uchuu เป็นเหมือนเครื่องย้อนเวลา: เรา สามารถไปข้างหน้า ถอยหลัง และหยุดในห้วงเวลา เราสามารถซูมเข้าในดาราจักรเดียวหรือซูมออกเพื่อดูทั้งกระจุก เราจะเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นทุกชั่วขณะและในทุกที่ของ จักรวาล ตั้งแต่แรกเริ่มจนถึงปัจจุบันเป็นเครื่องมือสำคัญในการศึกษาจักรวาล”

การจำลองนี้คาดว่าจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ตีความการสำรวจดาราจักร Big Data ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจากสิ่งอำนวยความสะดวกเช่นกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ และภารกิจอวกาศของ ESA Euclid.

วารสารอ้างอิง:

    Tomoaki Ishiyama et al., การจำลอง Uchuu: Data Release 1 และความเข้มข้นของสสารมืดในรัศมี, ประกาศรายเดือนของ Royal Astrono สังคมไมคัล (2021). ดอย:

10.1093/mnras/stab1755

Back to top button