Ochutnávka Uchuu. Kredit: Tomoaki Ishiyama.

Některé videohry slibují ohromující vesmír, v němž je možné hrát. Takové vesmíry ale blednou před novým virtuálním vesmírem, který stvořil mezinárodní tým odborníků a nabídl ochutnávku v cloudu všem zájemcům. Pokřtili ho „Uchuu“, což v japonštině znamená kosmický prostor.

Tomoaki Ishiyama. Kredit: Chiba University.

Uchuu je momentálně největší a nejvíce realistickou simulací vesmíru, jakou jsme kdy vytvořili. Simulaci tvoří 2,1 bilionu „částic“, které se vyskytují v simulovaném prostoru tvaru krychle o velikosti 9,63 miliard světelných let. Díky svým parametrům Uchuu nabízí pohled na evoluci vesmíru v doposud nevídaném rozsahu a zároveň i nevídaném detailu.

Účelem Uchuu je především analýza struktur vesmíru v největších měřítcích, včetně stále záhadných hal temné hmoty či minulé i budoucí evoluce vesmíru. Simulace zahrnuje struktury zhruba od nevětších kup galaxií až po nejmenší galaxie. Jednotlivé hvězdy natož planety tam nenajdete. Zásadní předností Uchuu je, že při značném rozsahu simulovaného prostoru zahrnuje prakticky celou evoluci vesmíru v čase, tedy zhruba 13,8 miliardy let.

Aterui II. Kredit: NAOJ.

Jak se nechala slyšet Julia Ereza ze španělského institutu Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC, která se simulací provádí výzkum, Uchuu je jako stroj času, v němž uživatel může putovat do různých období historie vesmíru a sledovat, co se kde děje. Podle Erezové se ze simulace Uchuu nejspíš stane významný nástroj pro výzkum vesmíru.

Badatelé „upekli“ virtuální vesmír Uchuu na japonském superpočítači ATERUI II, což je v současnosti nejvýkonnější superpočítač zabývající se astronomií. I s jeho obdivuhodnou výpočetní silou cca 3,1 petaflops to ale trvalo rok, než spočítal Uchuu. Nebyl to ale celý rok výpočtů. Autor programu pro simulaci Uchuu Tomoaki Ishiyama z japonské Chiba University prozradil, že museli využít všech zhruba 40 200 výpočetních jader ATERUI II, která pro ně byla plně k dispozici vždy 48 hodin měsíčně. Superpočítač vytvořil 3 PB dat, což odpovídá téměř 900 milionům fotek z telefonu s 12 megapixelovou kamerou.

Případný zájemce o výlet do Uchuu nemusí všechna tahle data stahovat. Vědci vytvořili komprimované výstupy simulace, především pokud jde o vznik a evoluci hal temné hmoty, které uspořádali do podoby katalogu o velikosti 100 TB. Tento katalog je k dispozici na cloudu institutu IAA-CSIC pro každého. V budoucnu se počítá s podobnými katalogy virtuálních galaxií a gravitačních čoček. Zároveň je jasné, že astronomové se musejí naučit pracovat s technologiemi pro Big Data.

Video: Uchuu Project Overview

Literatura

Uchuu Simulations

NAOJ 10. 9. 2021.

MNRAS 506: 4210–4231.