Зад всяка съвременна приказка за космологично откритие стои суперкомпютърът, който направи това възможно. Такъв беше случаят с вчерашното съобщение от екипа на Planck на европейските космически агенции, който увеличи прогнозата за възрастта на Вселената до 13,82 милиарда години и настрои параметрите за количествата тъмна материя, тъмна енергия и обикновена стара барионова материя във Вселената.
Планк изграден върху нашето разбиране за ранната Вселена, като ни предостави най-подробната картина на космическия микровълнов фон (CMB), „фосилната реликва“ на Големия взрив, открита за първи път от Penzias & Wilson през 1965 г. Откритията на Планк, изградени върху CMB карта на Вселената, наблюдавана от анизотропичната сонда на Уилкинсън (WMAP) и служи за допълнително утвърждаване на теорията за космологията на Големия взрив.
Но изучаването на малките колебания на слабия космически микровълнов фон не е лесно и точно там идва Хопър. От преобладаващата точка на L2 Lagrange отвъд Земната Луна 72-те бордови детектора на Planck наблюдават небето на 9 отделни честоти, завършвайки пълно сканиране на небето на всеки шест месеца. Първото публикуване на данни е кулминацията на 15-месечните наблюдения, представляващи близо трилион общи извадки. Планк записва средно по 10 000 проби всяка секунда и сканира всяка точка на небето около 1000 пъти.
Това е предизвикателство за анализ, дори за суперкомпютър. Hopper е суперкомпютър Cray XE6, базиран в Националния научно-изчислителен център за енергийни изследвания (NERSC) на Министерството на енергетиката в Националната лаборатория на Лоурънс Беркли в Калифорния. Наречен на компютърния учен и пионер Грейс Хопър, суперкомпютърът разполага с огромни 217 терабайта памет, работещи в 153 216 компютърни ядра с максимална производителност от 1,28 петафлопса в секунда. Hopper постави номер пет в списъка на най-добрите суперкомпютри в света от ноември 2010 г. (Суперкомпютърът Tianhe-1A в Националния център за компютърни изчисления в Тиендзин Китай беше номер едно с максимална производителност от 4,7 петафлопа в секунда).
Едно от основните предизвикателства за пресяването на екипа през потопа от CMB данни, генерирани от Планк, беше да се филтрира „шума” и пристрастията от самите детектори.
„Това е нещо повече от бъгове на предното стъкло, които искаме да премахнем, за да видим светлината, но буря от бъгове навсякъде около нас във всяка посока“, казва Чарлз Лорънс, учен от проекта на Planck. За да преодолее това, Хопър изпълнява симулации за това как небето би изглеждало към Планк при различни условия и сравнява тези симулации с наблюдения, за да дразне данни.
„С мащабирането на десетки хиляди процесори ние намалихме времето, необходимо за извършване на тези изчисления от невъзможните 1000 години до няколко седмици“, казва лаборантката в Беркли и ученията на Планк Тед Киснер.
Но мисията на Планк не е единствената информация, с която е замесен Хопър. Hopper и NERSC също участваха с откриването на крайния ъгъл на смесване на неутрино миналата година. Понастоящем Hopper се занимава с изучаване на вълново-плазмени взаимодействия, синтез плазми и други. Можете да видите проектите, на които NERSC компютрите отговарят в момента на техния сайт, заедно с основните часове на процесора, използвани в реално време. Може би един бъдещ потомък на Хопър може да даде дълбока мисъл за Ръководство за стопаджия към галактиката слава конкуренция в решаването на отговора на Живота, Вселената и Всичко.
Също така, голямо поздравление за изследователите на Планк и NERSC. Вчера беше страхотен ден да си космолог. Най-малкото, вероятно хората няма да продължат да бъркат полето козметика... повярвайте ни, не искате космолог да оформя косата си!
