Il supercomputer che ha creato la mappa di Planck

Pochi giorni fa è stata pubblicata la mappa più precisa mai ottenuta della luce più antica dell'Universo, che ha iniziato il suo percorso 13.8 miliardi di anni fa. Grazie a questa mappa realizzata dalla sonda Planck, gli scienziati hanno perfezionato i valori alla base degli attuali modelli sulla nascita e l'evoluzione dell'Universo.
Questa luce, nota come radiazione cosmica di fondo, proviene dai primi attimi di vita del nostro Universo ed è talmente debole che la sonda europea Planck ha dovuto compiere mille osservazioni in ogni punto del cielo per riuscire a rilevarla. Ma ci sono dei problemi ben maggiori: tra noi e questa antica luce c'è praticamente tutto, e il disturbo provocato dai rilevatori della sonda stessa deve essere per forza annullato in qualche modo. Ed è qui che un supercomputer può fare la differenza.

«Finora, Planck ha effettuato un bilione di osservazioni per un miliardo di punti del cielo», spiega Julian Borrill del Lawrence Berkeley National Laboratory in California. «Capire tutti questi dati richiede un computer all'avanguardia».
La missione Planck è europea ma con importanti contributi della NASA. Ed è stata proprio la NASA a siglare un accordo senza precedenti con il Dipartimento di Energia statunitense per garantire agli scienziati di Planck l'utilizzo dei supercomputer al National Energy Research Scientific Computing Center del Dipartimento al Lawrence Berkeley National Laboratory. Il sistema che è stato utilizzato è il Cray XE6, chiamato Hopper.
Hopper svolge più di un trilione di calcoli al secondo, rendendolo uno dei più veloci – il quinto – al mondo. Ha una memoria di 217 terabyte e una performance di 1.28 petaflop al secondo.
I rilevatori a bordo di Planck sono stati progettati con materiali estremamente sensibili per essere in grado di rilevare la radiazione cosmica di fondo; ciò però significa che ogni volta che gli strumenti rilevano la luce, non si resettano allo stato neutrale, ma vibrano come una campana. Questa vibrazione influenza le osservazioni successive, rendendole meno precise.
Questo suono dev'essere quindi analizzato e corretto – per ognuno dei 1.000.000.000 punti osservati da Planck. Il supercomputer affronta questo problema creando delle simulazioni di come Planck osserverebbe l'intero cielo in condizioni diverse, permettendo così al team di identificare e isolare il rumore.
L'altro grande problema è tutto ciò che è tra noi e i primi attimi dell'Universo – tutto, praticamente. È un vero e proprio casino, ma non da non poter essere gestito da un supercomputer.
«Non si tratta di alcuni insetti sul parabrezza che vogliamo rimuovere per osservare la luce, ma di una tempesta di insetti ovunque intorno a noi, in ogni direzione», spiega Charles Lawrence. «Senza la cooperazione tra la NASA e il Dipartimento di Energia, Planck non starebbe raccogliendo tutte le informazioni che raccoglie oggi».
Per analizzare tutti i dati raccolti da Planck, un singolo processore impiegherebbe più di 10 milioni di ore. Per fortuna, il team ha avuto a disposizione decine di migliaia di processori nel supercomputer contemporaneamente, portando così a termine il lavoro in poche settimane.

© immagini
Roy Kaltschmidt/LBNL/Dept of Energy

Fonte
NASA 2013-110
Il supercomputer che ha creato la mappa di Planck Il supercomputer che ha creato la mappa di Planck Reviewed by Pietro Capuozzo on 23.3.13 Rating: 5
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