Za každým moderným príbehom kozmologického objavu je superpočítač, ktorý to umožnil. Taký bol prípad včerajšieho oznámenia z misijného tímu Európskej vesmírnej agentúry Planck, ktorý zvýšil odhad veku na vesmír na 13,82 miliárd rokov a vylepšil parametre týkajúce sa množstva temnej hmoty, temnej energie a obyčajnej starej baryonickej hmoty vo vesmíre.
Planck staval na našom chápaní raného vesmíru tým, že nám poskytoval najpodrobnejší obraz kozmického mikrovlnného pozadia (CMB), „fosílnu pamiatku“ Veľkého tresku, ktorú prvýkrát objavil Penzias & Wilson v roku 1965. Planckove objavy postavené na CMB mapa vesmíru pozorovaná sondou Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) a slúži na ďalšiu validáciu kozmologickej teórie Veľkého tresku.
Štúdium malých výkyvov v slabom kozmickom mikrovlnnom pozadí však nie je ľahké a práve tu prichádza Hopper. Z jeho výhodného bodu L2 Lagrange za Zemským mesiacom pozoruje 72 palubných detektorov Planck oblohu pri 9 samostatných frekvenciách a dokončí úplnú kontrolu oblohu každých šesť mesiacov. Toto prvé zverejnenie údajov je vyvrcholením pozorovaní v hodnote 15 mesiacov, čo predstavuje takmer bilión celkových vzoriek. Planck zaznamenáva v priemere 10 000 vzoriek každú sekundu a skenuje každý bod na oblohe asi 1 000-krát.
Je to výzva analyzovať, a to aj pre superpočítač. Hopper je superpočítač Cray XE6 so sídlom v Národnom stredisku pre výskum energetického výskumu (NERSC) Ministerstva energetiky Národného laboratória Lawrence Berkeley v Kalifornii. Superpočítač, pomenovaný po počítačovom vedcovi a priekopníkovi Grace Hopper, má neuveriteľných 217 terabajtov pamäte, ktoré bežia na 153 216 počítačových jadrách so špičkovým výkonom 1,28 petaflopu za sekundu. Hopper umiestnil číslo päť na zozname najlepších svetových superpočítačov z novembra 2010. (Superpočítač Tianhe-1A v Národnom superpočítačovom centre v Tianjine v Číne bol číslo jedna pri maximálnom výkone 4,7 petaflop za sekundu).
Jednou z hlavných výziev pre tím, ktorý preosial záplavu údajov CMB generovaných Planckom, bolo odfiltrovať „šum“ a zaujatosť zo samotných detektorov.
"Je to ako viac ako len chyby na čelnom skle, ktoré chceme odstrániť, aby sme videli svetlo, ale búrka chýb všade okolo nás vo všetkých smeroch," uviedol vedec projektu Planck Charles Lawrence. Aby to prekonal, Hopper spúšťa simulácie toho, ako by sa obloha zdala Planckovi za rôznych podmienok, a porovnáva tieto simulácie s pozorovaniami, aby vyhodila údaje.
„Prispôsobením na desiatky tisíc procesorov sme skrátili čas potrebný na vykonanie týchto výpočtov z nemožných 1 000 rokov na niekoľko týždňov,“ hovorí laboratórium Berkeley a vedec Planck Ted Kisner.
Misia Planck však nie je jediným údajom, s ktorým je Hopper zapojený. Hopper a NERSC sa tiež podieľali na minuloročnom objave posledného uhla miešania neutrín. Hopper sa v súčasnosti zaoberá aj štúdiom interakcií vlna-plazma, fúznych plaziem a ďalších. Môžete vidieť projekty, s ktorými sú počítače NERSC v súčasnosti na svojich stránkach viazané, spolu s hodinami jadra CPU, ktoré sa používajú v reálnom čase. Možno by potomok Hoppera mohol dať hlboké myslenie Sprievodca po stopách galaxie slávnej konkurencie pri riešení odpovede na Život, Vesmír a Všetko.
Tiež blahoželám výskumníkom Planck a NERSC. Včera bol veľkým dňom byť kozmológom. Aspoň možno ľudia nebudú zamieňať pole s kozmetológie... verte nám, nechcete, aby vám kaderník navrhoval vlasy!
