Với sự trợ giúp của siêu máy tính của NASA, được gọi là Pleiades, các nhà khoa học đã tạo ra được các mô phỏng lớn và thực tế nhất về sự tiến hóa của vũ trụ cho đến nay. >>> Sắp có siêu máy tính nhanh nhất thế giới >>> Siêu máy tính có thể dự đoán bất ổn xã hội Bằng cách chạy mã số mô phỏng "Bolshoi...
Với sự trợ giúp của siêu máy tính của NASA, được gọi là Pleiades, các nhà khoa học đã tạo ra được các mô phỏng lớn và thực tế nhất về sự tiến hóa của vũ trụ cho đến nay.
Bằng cách chạy mã số mô phỏng "Bolshoi" trên siêu máy tính Pleiades, các chuyên gia nghiên cứu hy vọng rằng, sẽ giải thích được cách mà các thiên hà và những cấu trúc rất lớn khác trong vũ trụ đã thay đổi ra sao kể từ sau vụ nổ Big Bang xảy ra cách đây 13,7 tỷ năm.
Mã Bolshoi đã khiến các nhà khoa học mất 18 ngày và hàng triệu giờ để máy tính được phân chia trong hơn 160.000 bộ xử lý với mục đích cuối cùng là hoàn thành việc chạy trên Pleiades, là siêu máy tính mạnh đứng thứ 7 trên thế giới.
Sự hình thành và tiến hóa của vũ trụ sẽ được giải thích rõ với sự trợ giúp của siêu máy tính. (Nguồn: technewsdaily.com)
"Mô phỏng Bolshoi một ví dụ tuyệt vời về công trình được thực hiện nhờ sự hỗ trợ của mục tiêu khoa học của NASA để tìm hiểu cách thức mà các vì sao, thiên hà và hành tinh được hình thành, nhằm thu được một bức tranh toàn cảnh về cách mà vũ trụ biến đổi qua hàng tỷ năm", William Thigpen, Giám đốc kỹ thuật phụ trách hệ thống siêu máy tính thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA cho biết.
Mã mô phỏng Bolshoi được thiết kế để mô hình hóa sự phân bố của vật chất đen qua một khoảng thời gian 1 tỷ năm ánh sáng. Vật liệu đen là một chất bí ẩn mà các nhà khoa học cho rằng nó chiếm khoảng 25% vũ trụ nhưng không tương tác với vật chất bình thường và vô hình với các kỹ thuật quan trắc thông thường.
Theo các học thuyết khoa học tốt nhất hiện nay, những "sợi" giống như xúc tu của vật chất đen đã hình thành nên các bộ khung mà từ đó vật chất thông thường tập hợp để hình thành nên các vì sao và thiên hà mà chúng ta thấy ngày nay.
NASA đã dùng siêu máy tính Pleiades để thực hiện một trong những mô phỏng lớn và thực tế nhất về quá trình vũ trụ tiến hóa qua hàng tỷ năm. Công trình này mở ra cơ hội quan sát lịch sử vũ trụ bằng dữ liệu tính toán, thay vì chỉ dựa vào những gì kính thiên văn hiện đại ghi nhận được. Mục tiêu chính là tìm hiểu các thiên hà cùng những cấu trúc khổng lồ đã thay đổi thế nào kể từ vụ nổ Big Bang cách đây 13,7 tỷ năm.
Các nhà khoa học chạy mã mô phỏng Bolshoi trên Pleiades, hệ thống siêu máy tính từng đứng thứ 7 thế giới về sức mạnh tính toán. Chương trình cần 18 ngày hoạt động liên tục, đồng thời huy động hàng triệu giờ xử lý được phân chia trên hơn 160.000 bộ xử lý. Khối lượng tính toán đặc biệt lớn cho thấy việc dựng lại lịch sử vũ trụ đòi hỏi năng lực xử lý vượt xa những máy tính thông thường.
Bolshoi được phát triển nhằm mô hình hóa sự phân bố của vật chất đen trong một vùng không gian rộng khoảng 1 tỷ năm ánh sáng. Vật chất đen vẫn là thành phần bí ẩn, được cho là chiếm khoảng 25% vũ trụ nhưng không tương tác với vật chất thông thường theo cách dễ quan sát. Vì không phát sáng và không thể nhìn thấy bằng các kỹ thuật quan trắc thông thường, vật chất đen chỉ có thể được nghiên cứu chủ yếu thông qua ảnh hưởng hấp dẫn.
Theo những học thuyết khoa học được chấp nhận rộng rãi hiện nay, vật chất đen tạo nên các mạng lưới giống những sợi xúc tu trải rộng trong vũ trụ. Những mạng lưới này hình thành bộ khung hấp dẫn, giúp vật chất thông thường tập hợp dần thành các ngôi sao, thiên hà và những cấu trúc lớn. Mô phỏng Bolshoi vì thế tập trung vào nền tảng vô hình đứng phía sau bức tranh vũ trụ mà con người quan sát ngày nay.
Khi mô hình hóa sự vận động của vật chất đen qua thời gian, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi những vùng vật chất dày đặc dần phát triển thành nơi cư trú của thiên hà. Kết quả mô phỏng hỗ trợ việc so sánh các dự đoán lý thuyết với dữ liệu thu được từ những chương trình quan sát thiên văn. Sự đối chiếu này giúp giới khoa học kiểm tra cách các vì sao, thiên hà và hành tinh được hình thành trong những giai đoạn khác nhau.
William Thigpen, Giám đốc kỹ thuật phụ trách hệ thống siêu máy tính thuộc Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA, đánh giá Bolshoi là ví dụ nổi bật về sức mạnh của tính toán khoa học. Theo ông, công trình phù hợp mục tiêu của NASA, nhằm tìm hiểu quá trình hình thành sao, thiên hà và hành tinh để xây dựng bức tranh toàn cảnh về sự biến đổi vũ trụ. Nhận xét này nhấn mạnh vai trò của siêu máy tính trong những câu hỏi mà thí nghiệm trực tiếp gần như không thể thực hiện.
Không ai có thể quay ngược thời gian để chứng kiến toàn bộ lịch sử 13,7 tỷ năm của vũ trụ trong một lần quan sát duy nhất. Mô phỏng máy tính cung cấp cách tiếp cận khác, khi các quy luật vật lý được sử dụng để tái hiện nhiều giai đoạn tiến hóa trong một mô hình thống nhất. Nhờ vậy, các nhà khoa học có thể khảo sát mối liên hệ giữa cấu trúc ban đầu và diện mạo vũ trụ đang được quan sát hiện nay.
Dù không biến vật chất đen thành thứ có thể nhìn thấy trực tiếp, Bolshoi giúp làm rõ vai trò của nó trong quá trình hình thành cấu trúc vũ trụ. Công trình cũng cho thấy những tiến bộ trong năng lực tính toán đang đưa các câu hỏi lớn về nguồn gốc vũ trụ đến gần hơn với câu trả lời. Từ hàng triệu giờ xử lý trên Pleiades, con người có thêm một bản đồ lý thuyết để lần theo hành trình vũ trụ từ Big Bang đến các thiên hà ngày nay.
