Dietro ogni moderna storia di scoperta cosmologica c'è il supercomputer che lo ha reso possibile. Tale è stato il caso dell'annuncio di ieri del team di missione Planck delle agenzie spaziali europee che ha aumentato la stima dell'età per l'universo a 13,82 miliardi di anni e ha modificato i parametri per la quantità di materia oscura, energia oscura e semplice vecchia materia barionica nell'universo.
Planck ha costruito sulla nostra comprensione dell'universo primordiale fornendoci l'immagine più dettagliata del fondo cosmico a microonde (CMB), la "reliquia fossile" del Big Bang scoperta per la prima volta da Penzias & Wilson nel 1965. Le scoperte di Planck costruite sul CMB mappa dell'universo osservata dalla Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) e serve a validare ulteriormente la teoria della cosmologia del Big Bang.
Ma studiare le piccole fluttuazioni del tenue sfondo cosmico a microonde non è facile, ed è qui che entra in gioco Hopper. Dal suo punto di vista Lagrange L2 oltre la Luna della Terra, i 72 rilevatori di bordo di Planck osservano il cielo a 9 frequenze separate, completando una scansione completa di il cielo ogni sei mesi. Questa prima pubblicazione di dati è il culmine di 15 mesi di osservazioni che rappresentano quasi un trilione di campioni complessivi. Planck registra in media 10.000 campioni al secondo e scansiona ogni punto nel cielo circa 1.000 volte.
Questa è una sfida da analizzare, anche per un supercomputer. Hopper è un supercomputer Cray XE6 con sede presso il centro di calcolo scientifico National Research Research (NERSC) del Dipartimento di Energia del Lawrence Berkeley National Laboratory in California. Prende il nome dallo scienziato informatico e pioniere Grace Hopper, il supercomputer ha un enorme 217 terabyte di memoria in esecuzione su 153.216 core di computer con una prestazione di picco di 1,28 petaflop al secondo. Hopper ha inserito il numero cinque in un elenco di novembre 2010 dei migliori supercomputer al mondo. (Il supercomputer Tianhe-1A presso il National Supercomputing Center di Tianjin in Cina era il numero uno con una prestazione di picco di 4,7 petaflop al secondo).
Una delle principali sfide per il setaccio del team attraverso il flusso di dati CMB generati da Planck è stata quella di filtrare il "rumore" e la distorsione dai rivelatori stessi.
"È più che un semplice bug su un parabrezza che vogliamo rimuovere per vedere la luce, ma una tempesta di bug intorno a noi in ogni direzione", ha affermato lo scienziato del progetto Planck Charles Lawrence. Per ovviare a questo, Hopper esegue simulazioni di come il cielo sembrerebbe a Planck in condizioni diverse e confronta queste simulazioni con osservazioni per prendere in giro i dati.
"Aumentando fino a decine di migliaia di processori, abbiamo ridotto il tempo necessario per eseguire questi calcoli da un impossibile 1.000 anni a poche settimane", ha dichiarato il laboratorio Berkeley e lo scienziato Planck Ted Kisner.
Ma la missione Planck non è l'unico dato a cui Hopper è coinvolto. Hopper e NERSC hanno anche partecipato alla scoperta dello scorso anno dell'angolo di miscelazione del neutrino finale. Hopper è anche attualmente impegnato nello studio delle interazioni onda-plasma, dei plasmi di fusione e altro. Puoi vedere i progetti ai quali i computer NERSC sono incaricati attualmente sul loro sito insieme alle ore core della CPU utilizzate in tempo reale. Forse un futuro discendente di Hopper potrebbe dare a Deep Thought of Guida per autostoppisti alla galassia concorso di fama nel risolvere la risposta a Vita, Universo e Tutto.
Inoltre, un grande complimento ai ricercatori Planck e NERSC. Ieri è stato un grande giorno per essere un cosmologo. Almeno, forse la gente non continuerà a confondere il campo con cosmetologia... fidati di noi, non vuoi che un cosmologo ti pettini i capelli!
