“前沿”超算实现最大规模宇宙天体物理模拟
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据物理学家组织网11月25日报道,美国能源部阿贡国家实验室科学家,利用橡树岭国家实验室的“前沿”超级计算机,实现了迄今最大规模宇宙天体物理模拟。这为宇宙流体力学模拟设定了新基准,也为模拟原子物质和暗物质的物理特征奠定了坚实基础。
此次模拟使用的程序名为“硬件/混合加速宇宙学代码”(HACC)。这一成熟的宇宙模拟程序自15年前问世以来,便致力于研究宇宙暗区大规模结构的形成,包括暗能量、暗物质、中微子和原始涨落的起源等。
随着美国E级计算项目(E级指每秒进行百亿亿次浮点运算)的推进,HACC也迎来重大升级,其在E级“前沿”超级计算机上展现了惊人的运行速度,比最初的参考运行速度快了近300倍。此次的新模拟更是通过使用约9000个“前沿”超级计算机的计算节点,实现了破纪录的性能。
团队表示,宇宙包含两个组成部分:被认为只与引力相互作用的暗物质,以及普通物质。因此,如果科学家想要探究宇宙的奥秘,需要同时模拟两大事物:引力以及包括热气体、恒星、黑洞和星系形成在内的其他物理学过程,这便是宇宙流体动力学模拟的核心所在。
然而,与模拟不断膨胀的宇宙相比,宇宙流体动力学模拟的计算成本要高得多,难度也更大。以往,科学家无法模拟像智利鲁宾天文台等大型望远镜观测到的、跨越数十亿年时间的宇宙区域的流体动力学情况。但在最新研究中,他们在“前沿”超级计算机上实现了这一点。
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