Mokslininkai paleido greičiausią pasaulyje superkompiuterį, siekdami išspręsti giliausias Visatos paslaptis.
Superkompiuteris „Aurora“
Argonne’o nacionalinėje laboratorijoje esantis superkompiuteris „Aurora“, galintis atlikti kvintilijoną skaičiavimų per sekundę, dabar tiria šešėlinę tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos sritį, kuri sudaro 95 % mūsų kosmoso.
Šios nematomos jėgos dešimtmečius glumino mokslininkus. Įprastinė materija, iš kurios sudarytos žvaigždės, planetos ir visa, ką matome, sudaro tik 5 % Visatos, tamsioji materija – 27 %, o tamsioji energija – net 68 %.
Šių paslėptų sudedamųjų dalių supratimas galėtų iš esmės pakeisti mūsų suvokimą apie Visatos veikimą.
„Tamsiosios materijos ir tamsiosios energijos prigimtis nesuprasta.
Žinome, kad jos egzistuoja, bet nesuprantame, kas jos yra ir kokie yra pagrindiniai jų egzistavimo principai“, – sako Salmanas Habibas, Argonės nusipelnęs mokslininkas.
Projekte „Dark Sky Mining“ derinami faktiniai astronominiai stebėjimai ir didžiulis kompiuterinis modeliavimas, kad būtų sukurti išsamūs kosmoso žemėlapiai.
Naudodami beprecedentę „Auroros“ skaičiavimo galią ir dirbtinį intelektą (DI), tyrėjai gali modeliuoti daugybę tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos elgesio scenarijų, lygindami šias virtualias Visatas su realiais stebėjimais.
Tai naujas skyrius ilgame žmonijos ryšyje su kosmosu
„Iš esmės tai, ką dabar darome, yra tiesiog žmonijos ryšio su žvaigždėmis, galaktikomis ir viskuo kitu ilgos istorijos tęsinys.
Galimybė pažvelgti į Visatos gelmes yra gana stulbinanti, nes ji taip pat daug pasako apie mūsų pačių vietą didžiojoje visatoje“, – aiškina Habibas.
Tamsiosios materijos supratimo paieškos prasidėjo XX a. trečiajame dešimtmetyje, kai šveicarų astronomas Fricas Zwicky pastebėjo kai ką keisto galaktikų spiečiuose – jie išliko susiję, nors, regis, neturėjo pakankamai matomos masės, kad sukurtų reikiamą gravitacinę jėgą. Taip kilo idėja, kad nematoma tamsioji medžiaga yra papildomi gravitaciniai klijai.
Tamsioji energija tapo dar didesniu galvosūkiu, kai astronomai nustatė, kad Visata ne tik plečiasi, bet ir sparčiau plečiasi.
Atrodo, kad ši paslaptinga jėga veikia kaip tam tikra antigravitacijos forma, vis stipriau stumdama galaktikas viena nuo kitos didžiuliais atstumais.
„Aurora“ egzaskalės skaičiavimo galimybės kartu su pažangiais dirbtinio intelekto metodais leidžia mokslininkams šiuos reiškinius tirti veiksmingiau nei bet kada anksčiau.
Superkompiuteris gali greitai imituoti tūkstančius skirtingų scenarijų ir keisti tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos savybes tol, kol rezultatai atitiks faktinius kosmoso stebėjimus.
Vienas iš galingų naujų metodų, kuriame naudojamas mašininis mokymasis, leidžia smarkiai sumažinti reikalingų modeliavimų skaičių.
„Taigi, esmė ta, kad galime padaryti šį procesą daug efektyvesnį“, – pažymi Habibas.
Šis efektyvumas labai svarbus modeliuojant tokius visatą apimančius reiškinius kaip kosminis plėtimasis.
Projektu siekiama ne tik išsiaiškinti tamsiosios medžiagos ir tamsiosios energijos prigimtį, bet ir pasirengti naujos kartos galingiems teleskopams, kurie į kosmosą žvelgs giliau nei bet kada anksčiau.
Tyrimai gali padėti išspręsti kitas fundamentaliosios fizikos mįsles, įskaitant paslaptingas neutrinų – vaiduokliškų dalelių, kurios beveik nesąveikauja su įprasta materija – savybes.
Be konkrečių mokslinių tikslų, ši pažangiausių kompiuterijos ir kosmologijos jungtis leidžia tikėtis įdomių technologinių naujovių.
Plečiant skaičiavimo galimybių ribas ir siekiant suprasti tamsiausias Visatos paslaptis, tikėtina, kad bus atrasti netikėti pritaikymai, kurie taps naudingi visuomenei taip, kaip dar negalime įsivaizduoti.
