Bây giờ bạn có thể khám phá Vũ trụ ảo - bao quát 13.8 tỷ năm thời gian

Việc du lịch giữa các thiên hà, bay qua những vùng lớn của Vũ trụ trong một khoảng thời gian ngắn và thoải mái chỉ là một giấc mơ.

Nhưng bây giờ, một nhóm nghiên cứu quốc tế đã tìm ra cách biến giấc mơ này thành hiện thực. Một vũ trụ ảo mới cho phép bất kỳ ai hóa mình vào Vũ trụ trong một bối cảnh ảo chưa từng có.

Bay qua Vũ trụ trong video giới thiệu mô hình Uchuu, do Trung tâm Thiên văn Tính toán (CfCA) cung cấp

Uchuu! Chúc sức khỏe!

Uchuu (宇宙) - có nghĩa là 'không gian bên ngoài' khi dịch từ tiếng Nhật - là mô phỏng lớn nhất và chân thực nhất về Vũ trụ quy mô lớn từng được tạo ra.

Bên trong một khuôn khổ bao quanh 9.63 tỷ năm ánh sáng mỗi bên, vũ trụ ảo này chứa 2.1 nghìn tỷ hạt. Mỗi bên của mô hình hình hộp này kéo dài ba phần tư khoảng cách từ Trái đất đến những thiên hà xa nhất.

“Kết hợp những mô phỏng này, chúng ta có thể theo dõi sự tiến hóa của các vùng và các vùng nhỏ của vũ trụ chứa các thiên hà lùn đến các cụm thiên hà lớn qua một quy mô không ngờ,” các nhà nghiên cứu giải thích trong Bản tin hàng tháng của Hội thiên văn Hoàng gia.

Những người xem muốn phóng to để nhìn thấy nhà của họ — hoặc hành tinh — có thể thất vọng khi biết Uchuu giới hạn chi tiết đến từng thiên hà cá nhân.

Ngoài kích thước lớn và chi tiết tinh tế, Uchuu còn độc đáo khi mô phỏng Vũ trụ trong suốt 13.8 tỷ năm — từ Sự nổ lớn đến thời đại hiện đại của chúng ta.

“Uchuu giống như một máy thời gian: chúng ta có thể đi về phía trước, phía sau và dừng lại ở mọi thời điểm, chúng ta có thể ‘phóng to’ vào một thiên hà đơn lẻ hoặc ‘phóng ra’ để quan sát một cụm thiên hà toàn bộ, chúng ta có thể thấy những gì đang thực sự diễn ra ở mọi thời điểm và mọi nơi của vũ trụ từ những ngày đầu đến hiện tại, đó là một công cụ quan trọng để nghiên cứu vũ trụ,” giải thích Julia Ereza, một sinh viên tiến sĩ tại IAA-CSIC có kinh nghiệm sử dụng Uchuu để nghiên cứu cấu trúc lớn của vũ trụ.

Cảnh báo Geek!

Uchuu được tạo ra bằng cách sử dụng siêu máy tính mạnh mẽ dành cho thiên văn - ATERUI II.

Hệ thống máy tính đồng thời hàng loạt Cray XC50 này sử dụng 1005 nút, hơn 40,000 lõi, và 20 Bộ xử lý Intel Xeon Gold 6148 (mỗi cái 2.4 GHz). Toàn bộ hệ thống có 385 terabyte bộ nhớ, 6.5 petabyte không gian đĩa, và hoạt động với hiệu suất cao nhất là hơn ba petaflop (hơn ba nghìn triệu triệu phép toán dấu chấm động mỗi giây).

“Với ATERUI, chúng tôi chỉ có thể mô phỏng một phần nhỏ của số lượng thực sự của các ngôi sao trong một thiên hà. Ngược lại, ATERUI II có thể tính toán chuyển động cho tất cả hàng trăm tỷ ngôi sao,” bao cáo từ NAOJ.

Mặc dù có công suất máy tính khổng lồ này, mô phỏng này vẫn mất một năm để tạo ra vũ trụ ảo này. Hoàn thành mô hình liên quan đến 20 triệu giờ máy siêu vi tính, tạo ra ba petabyte thông tin - tương đương với 3,000 máy tính xách tay có mỗi cái một terabyte bộ nhớ, hoặc gần chín trăm tỷ hình ảnh chất lượng cao chụp bằng điện thoại thông minh.

“Gần đây, đã xuất hiện một loại thiên văn mới gọi là 'thiên văn mô phỏng' sử dụng máy tính. Bằng cách sử dụng sức mạnh tính toán của siêu máy tính, chúng ta hiện có khả năng giải quyết số học các phương trình mà không thể giải phân tích. ATERUI II nhằm mô tả một Vũ trụ thực tế hơn thông qua các mô phỏng sử dụng tốc độ tính toán lớn của nó,” NAOJ mô tả.

Những người muốn khám phá Uchuu chi tiết hơn có thể thực hiện tại skiesanduniverses.org.

Khi thêm nhiều cuộc khảo sát bầu trời lớn khác nhau vào trong những năm sắp tới, Uchuu và các chương trình tương tự sẽ đưa dữ liệu lớn từ vũ trụ xuống Trái đất.

Bài viết này được đăng trên The Cosmic Companion bởi James Maynard, người sáng lập và xuất bản The Cosmic Companion. Anh ta là một người bản địa của New England chuyển đổi thành một người sống ở Tucson, nơi anh ta sống với vợ xinh đẹp của mình, Nicole, và Max the Cat. Bạn có thể đọc bài viết gốc tại đây.