Za každým moderním příběhem kosmologického objevu je superpočítač, který to umožnil. Tak tomu bylo v případě oznámení včera od misijního týmu Evropské kosmické agentury Planck, který zvýšil odhad věku pro vesmír na 13,82 miliard let a vylepšil parametry pro množství temné hmoty, temné energie a obyčejné staré baryonické hmoty ve vesmíru.
Planck stavěl na našem chápání raného vesmíru tím, že nám poskytoval dosud nejpodrobnější obrázek kosmického mikrovlnného pozadí (CMB), „fosilní relikvie“ Velkého třesku, které poprvé objevil Penzias & Wilson v roce 1965. Planckovy objevy postavené na CMB mapa vesmíru pozorovaná Wilkinsonovou mikrovlnnou anizotropní sondou (WMAP) a slouží k dalšímu ověření teorie kosmologie Big Bang.
Studium nepatrných výkyvů v slabém kosmickém mikrovlnném pozadí však není snadné, a to je místo, kde Hopper přichází. Ze svého výhodného bodu L2 Lagrange za Zemským Měsícem pozoruje 72 palubních detektorů Planck nebe při 9 samostatných frekvencích, čímž dokončí úplnou kontrolu nebe každých šest měsíců. Toto první zveřejnění dat je vyvrcholením pozorování v hodnotě 15 měsíců, což představuje téměř bilion celkových vzorků. Planck zaznamenává v průměru 10 000 vzorků každou sekundu a skenuje každý bod na obloze asi 1 000krát.
To je výzva analyzovat, a to i pro superpočítač. Hopper je superpočítač Cray XE6 se sídlem v Národním středisku pro výzkum energetického výzkumu ministerstva energetiky (NERSC) v Národní laboratoři Lawrence Berkeley v Kalifornii. Název superpočítače, pojmenovaného po počítačovém vědci a průkopníkovi Grace Hopper, má neuvěřitelných 217 terabajtů paměti běžících přes 153 216 počítačových jader s maximálním výkonem 1,28 petaflops za sekundu. Hopper umístil číslo pět na seznamu nejlepších světových superpočítačů z listopadu 2010. (Superpočítač Tianhe-1A v Národním superpočítačovém centru v Tianjinu v Číně byl číslo jedna s maximálním výkonem 4,7 petaflop za sekundu).
Jednou z hlavních výzev pro tým prosévající záplavu dat CMB generovaných Planckem bylo odfiltrování „šumu“ a zkreslení ze samotných detektorů.
"Je to jako víc než jen chyby na čelním skle, které chceme odstranit, abychom viděli světlo, ale bouře chyb všude kolem nás v každém směru," řekl vědec projektu Planck Charles Lawrence. Abychom to překonali, Hopper provádí simulace toho, jak by se nebe zdálo Planck za různých podmínek, a porovnává tyto simulace s pozorováním k vytěsnění dat.
"Rozšířením na desítky tisíc procesorů jsme zkrátili dobu potřebnou k provedení těchto výpočtů z nemožných 1 000 let na několik týdnů," uvedla laboratoř Berkeley a vědec Planck Ted Kisner.
Mise Planck však není jediná data, se kterými se Hopper zabývá. Hopper a NERSC se také zapojili do loňského objevu posledního úhlu míchání neutrin. Hopper je také v současné době zapojen do studia interakcí vlna-plazma, fúzních plazmat a dalších. Můžete vidět projekty, s nimiž jsou počítače NERSC v současné době na svém webu pověřeny, a hodiny jádra CPU používané v reálném čase. Možná by budoucí potomek Hoppera mohl dát Deep Thought Průvodce stopařem po galaxii slávu konkurence při řešení odpovědi na Život, vesmír a všechno.
Také velké gratulace výzkumníkům Planck a NERSC. Včera byl skvělý den být kosmologem. Aspoň možná, lidé si nebudou dál plést pole kosmetologie… Věřte nám, že nechcete, aby vám stylizoval vlasy kosmolog!
