O CESGA acolle a simulación máis realista xamais feita do universo

As instalacións do Centro de Supercomputación de Galicia acolleu todos os datos da simulación, que sumaban ata tres petabytes de datos

Imaxe dunha das simulacións de Uchuu, na que participou o CESGA. Fonte: Tomoaki Ishiyama, Hirotaka Nakayama, 42DU Project, NAOJ.
Imaxe dunha das simulacións de Uchuu, na que participou o CESGA. Fonte: Tomoaki Ishiyama, Hirotaka Nakayama, 42DU Project, NAOJ.

Pode caber o universo nun edificio do Campus Sur de Santiago de Compostela? Pois en parte, si. Un equipo de científicos de varios países publica esta semana un artigo no que se describe a simulación máis realista do universo lograda ata agora. Recibe o nome de Uchuu (que significa universo en xaponés, debido a que o traballo foi posible grazas ao supercomputador ATERUI II situado no Xapón, o máis potente do mundo), e poderá ser utilizado por grupos de investigación e usuarios da nube do Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA).

Este centro mixto do CSIC e a Xunta de Galicia acolleu todos os datos da simulación. Para conseguilo, o arquitecto de solucións de sistemas Big Data Javier Cacheiro deseñou unha plataforma especial, denominada Uchuu-BigData, que se hospeda no propio CESGA, e que contén os tres petabytes (106 gigabytes) de datos xerados por ATERUI II.

Un dos fitos destacados deste avance é a gratuidade de acceso ao catálogo. Resulta “algo bastante sorprendente tendo en conta que estas simulacións adoitan ser moi custosas”, comenta Julia Ferrer, investigadora do Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC . “Queremos que Uchuu estea ao dispor doutros grupos de investigación que quizais non teñan capacidade nin diñeiro para producir a súa propia simulación. Ao final é algo que nos beneficia a todos”.

A publicación de Uchuu axudará a facilitar a comprensión de distintos fenómenos astronómicos desde un punto de vista teórico. “Esperamos que Uchuu permita estudar a evolución do universo cun nivel de detalle e un volume de información sen precedentes, incluíndo a singularidade de poder observar distintos momentos da súa dimensión temporal, practicamente desde despois do Big Bang ata o presente”, sinala Francisco Prada, investigador do IAA-CSIC. Ademais, no proxecto tamén participan outros grupos de investigación de Xapón, Estados Unidos, Arxentina, Australia, Chile, Francia e Italia.

Unha viaxe no tempo e no espazo

A simulación consta de 2.097.152.000.000 (2,1 billóns) de partículas nun cubo de 9.630 millóns de anos luz de lado. Aproximadamente, a dimensión de Uchuu é comparable á metade da distancia que existe entre a Terra e as galaxias máis afastadas observadas. Segundo Julia Ferrer, “ningunha outra simulación é capaz de mostrar tanta información mantendo unha alta resolución. Normalmente tes que elixir entra unha das dúas variables”.

Outro dos trazos máis característicos desta creación virtual é a súa capacidade para simular a evolución da materia ao longo de case a idade total do universo: 13.800 millóns de anos de historia, trinta veces o tempo transcorrido desde que a vida animal na Terra saíu por primeira vez dos océanos. “O que diferencia a Uchuu é que ti podes decidir que momento do universo queres estudar”, comenta Ferrer.

Supercomputador Finisterrae nas instalacións do Cesga en Santiago. Fonte: cesga.es.
Supercomputador Finisterrae nas instalacións do Cesga en Santiago. Fonte: cesga.es.

“Tamén podes observar os halos de materia escura e o seu comportamento ou, se o prefires, facer zoom e centrarte en cúmulos de galaxias ou en galaxias individuais”, engade. A simulación permitirá aos investigadores expor certos escenarios, como a colisión de dous buracos negros no pasado, e estudar estes fenómenos sen a necesidade de recorrer a observacións directas.

Case un millón de imaxes de libre acceso

Para producir Uchuu os investigadores utilizaron todos os procesadores dispoñibles do supercomputador ATERUI II durante un ano enteiro; 40.200 núcleos de CPU traballando durante 48 horas cada mes para facer realidade este proxecto. Tomoaki Ishiyama, profesor asociado da Universidade de Chiba (Xapón), foi o encargado de desenvolver e executar o código que crearía esta simulación. O resultado, comenta Ishiyama, “son 3 petabytes de datos, o equivalente a case un millón de fotos dun teléfono móbil de 12 megapíxeles”.

Almacenar tal cantidade de información e comprimila nun formato que poida funcionar mesmo na nube non é unha tarefa fácil. Os investigadores tiveron que recorrer ao uso de técnicas computacionais de alto rendemento. En todo este proceso interveu o investigador do IAA-CSIC José Rodas, encargado de desenvolver a infraestrutura computacional Skun6, que contou, tal como explica o investigador, “coa colaboración do grupo de RedIRIS, a Rede Académica e de Investigación Española, a través do seu Servizo de Transferencia de Datos de Alta Velocidade, e do departamento de computación do IAA-CSIC”.

Os produtos xerados a partir deste universo virtual serán clave para comprender mellor os cartografiados de galaxias que se obterán cos experimentos terrestres DESI e PFS e a misión espacial Euclid da Axencia Espacial Europea (ESA). O equipo de Uchuu tamén está a traballar nunha segunda publicación de datos que incluirá catálogos de galaxias virtuais e mapas de lentes gravitacionais.


Referencia: The Uchuu simulations: Data Release 1 and dark matter halo concentrations (Publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.