Esta visão alucinante é a maior simulação do universo de todos os tempos: WebCuriosos
Um supercomputador do Laboratório Nacional de Oak Ridge, nos EUA, acaba de realizar a maior simulação astrofísica do Universo já realizada.
Em novembro de 2024, os físicos usaram 9.000 nós de computação do Fronteira supercomputador para simular um volume do Universo em expansão medindo mais de 31 bilhões de megaparsecs cúbicos.
Os resultados do projeto, conhecido como Exa Skyajudará astrofísicos e cosmólogos a compreender a evolução e a física do Universo, incluindo sondagens sobre a natureza misteriosa da matéria escura.
“Existem dois componentes no Universo: a matéria escura – que, até onde sabemos, apenas interage gravitacionalmente – e a matéria convencional, ou matéria atômica”, explica o físico Salman Habib do Laboratório Nacional Argonne, nos EUA, que liderou o esforço.
“Então, se quisermos saber o que o Universo está fazendo, precisamos simular ambas as coisas: a gravidade, bem como todas as outras físicas, incluindo gás quente, e a formação de estrelas, buracos negros e galáxias; a astrofísica ' pia de cozinha', por assim dizer. Essas simulações são o que chamamos de simulações de hidrodinâmica cosmológica.”
Quando perscrutamos através do espaço, através de milhares de milhões de anos-luz, também perscrutamos através do tempo. Como tal, somos capazes de montar uma imagem de como o Universo evoluiu. Mas o tempo que as coisas levam para mudar em escala cósmica é enorme e não conseguimos ver essas mudanças ocorrerem em tempo real.
As simulações são uma das melhores ferramentas que temos para tentar entender como o Universo evoluiu. Podemos inserir os números, acelerar o tempo, retroceder, aumentar, diminuir o zoom e, no geral, apenas representar o Ser Supremo em vastas extensões do cosmos.
Isso parece simples, mas não é. O espaço é enorme e extraordinariamente complexo. É preciso muita matemática sofisticada e um supercomputador extremamente poderoso. Mesmo assim, há muitas coisas que podem precisar ser deixadas de fora por uma questão de eficiência. Simulações anteriores, por exemplo, tiveram que deixar de fora muitas das variáveis que compõem uma simulação hidrodinâmica.
“Se simulássemos uma grande parte do Universo pesquisada por um dos grandes telescópios como o Observatório Rubin, no Chile, estaríamos a falar de observar enormes períodos de tempo – milhares de milhões de anos de expansão,” Habib diz. “Até recentemente, não podíamos sequer imaginar fazer uma simulação tão grande como essa, exceto na aproximação apenas da gravidade.”
Foram necessários anos para refinar os algoritmos, a matemática e o código de cosmologia acelerado por hardware/híbrido 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 o tamanho da sua simulação para modelar a expansão do Universo.
Vai demorar um pouco até vermos alguma análise publicada com base na simulação, mas você pode curtir um pequeno teaser. Um vídeo divulgado pela equipe mostra um enorme aglomerado de galáxias se unindo em um 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, por isso esperamos ver alguns resultados surpreendentes no futuro.
“Não é apenas o tamanho do domínio físico que é necessário para fazer uma comparação direta com as observações de pesquisas modernas possibilitadas pela computação em exaescala,” diz o astrofísico Bronson Messer do Laboratório Nacional de Oak Ridge.
“É também o realismo físico adicional de incluir os bárions e todas as outras físicas dinâmicas que torna esta simulação uma verdadeira simulação. façanha de força para Fronteira.”
