슈퍼컴퓨터를 이용한, 가장 거대한 「가상 우주」가 탄생되다 - 스위스 천문학 연구팀 과학관련



by Juskteez Vu

 우주의 형성과 전개 과정을 컴퓨터 시뮬레이션으로 해석하는 연구가 펼쳐지고 있습니다. 일본에서도 슈퍼컴퓨터 「케이」와 국립천문대의 「아테루이」를 활용한 시뮬레이션이 2015년에 시행되었습니다. 오늘은 스위스 취리히 대학의 천체물리학자들이 역대 최대 규모의 가상우주를 창조했다는 소식을 전해드립니다. 

UZH - The Creation of the Most Complex Virtual Cosmos to Date
http://www.media.uzh.ch/en/Press-Releases/2017/Virtual-Kosmos.html

Scientists have created the largest ever virtual Universe inside a supercomputer - ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/scientists-have-created-the-largest-ever-virtual-universe-inside-a-supercomputer



 취리히 대학의 천체물리학자들이 창조한  「가상 우주」는 2조 개의 디지털 입자로 구성된 250억 개의 가상은하계로 역대 최대 규모라고 합니다. 

 이번 연구는 2020년에 발사할 예정인 암흑 물질 탐사선 「유클리드」에 사용될 목적으로 실시되었습니다. 유클리드는 우주를 팽창시키는 힘을 가진 것으로 추정되는 암흑 에너지와 인간이 지각할 수 없는 암흑 물질 등 아직 해명되지 않은 현상을 조사하기 위해 설계된 우주망원경입니다. 유클리드를 사용하더라도 암흑 물질을 직접  볼 수는 없지만 암흑 물질이 우주에 미치는 영향은 관측할 수 있을 것으로 보입니다. 취리히 대학의 가상 모델을 사용한 계산은 유클리드가 「무엇을 탐사해야 하는가」를 결정하는데 도움을 주며 컴퓨터의 이론 예측이 정확하면 할 수록 유의미한 조사가 될 것으로 보입니다. 

 연구자들은 정확한 시뮬레이션을 위해 3년 동안  「PKDGRAV3」라는 새로운 알고리즘을 개발했습니다. 우주를 시뮬레이션하기 위해 알고리즘을 신중히 최적화시켜 스위스 국립 슈퍼 컴퓨팅 센터(CSCS)의 슈퍼 컴퓨터 「Piz Daint」를 이용해 빅뱅에서부터 138억 년에 걸쳐 발전해 온 우주의 시뮬레이션을 불과 80시간에 실행했습니다. 이 과정에서 밀도가 높은 암흑 물질이 중력 차이에 의해 주변으로부터 암흑 물질을 끌어당겨 어떻게 암흑 물질 헤일로를 형성할 수 있었는가 하는 점 등도 해석되었습니다. 수십 억 개의 은하계를 관측할 예정인 유클리드는 탐사 과정에서 암흑 물질이 일으키는 「왜곡」으로 인해 진행 방향을 바꿀 수 있는 「빛」을 찾고 있으므로 슈퍼컴퓨터의 계산이 암흑 물질을 관측하는데 도움을 줄 것으로 예상됩니다. 



by NASA

연구팀의 Joachim Stadel 씨는 「유클리드가 우주의 단층 촬영 지도를 작성한다면 우주가 발전했던 100억 년 이상의 흔적을 해명할 수 있을 것입니다」라고 밝혔습니다
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