Esta simulação do Universo é totalmente vertiginosa 🌀

O Universo digital acaba de alcançar um marco sem precedentes. No início de novembro, pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne, apoiados pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, utilizaram o Frontier, o supercomputador mais rápido do mundo, para realizar uma simulação cosmológica de uma escala inédita.


Com a ajuda do Frontier, localizado no Oak Ridge National Laboratory, a equipe estabeleceu um recorde ao simular a evolução de gases, estrelas e galáxias ao longo de bilhões de anos. Esta conquista associa dois aspectos fundamentais da física: a matéria convencional e a matéria escura, cuja interação gravitacional foi calculada numa escala jamais atingida. Os resultados permitem a comparação direta desses modelos com observações de telescópios gigantes como o Rubin Observatory.

Segundo Salman Habib, líder do projeto e diretor de ciências computacionais em Argonne, essas simulações cosmológicas exigem a modelagem de um "coquetel completo" de efeitos físicos. Isso inclui gravidade, dinâmica de gases quentes e a formação de estruturas complexas como buracos negros. Até recentemente, tais simulações eram inacessíveis devido às limitações dos cálculos convencionais.

Para tornar isso possível, o código utilizado, HACC (Hybrid Accelerated Cosmology Code), foi profundamente otimizado. Inicialmente projetado para supercomputadores de gerações anteriores, ele foi reformulado no âmbito do projeto ExaSky para explorar o poder dos GPUs modernos. Resultado: uma execução 300 vezes mais rápida em comparação com os testes anteriores no Titan, o antigo recordista dos supercomputadores.

Graças aos seus 9.000 nós de cálculo e aos processadores AMD Instinct MI250X, o Frontier permitiu simular grandes volumes astronômicos, oferecendo uma visão ultra-detalhada da evolução cósmica. Essas simulações não se limitam ao tamanho, mas também incluem detalhes físicos cruciais, como o comportamento dos bárions e a influência dos buracos negros supermassivos.

Bronson Messer, diretor científico da Oak Ridge Leadership Computing Facility, destaca que este avanço é tanto um feito técnico quanto um salto científico. Ele aproxima os modelos teóricos da realidade observada, abrindo novas perspectivas para analisar os dados dos observatórios.

O projeto também se beneficiou das infraestruturas dos laboratórios Lawrence Berkeley e Argonne, onde versões preliminares do HACC foram testadas. Esses trabalhos representam um marco importante em direção a uma era em que a simulação numérica do Universo rivalize com a complexidade do Universo real.