El superordenador Frontier ha establecido un nuevo hito en la comprensión del cosmos, una simulación precisa de las dinámicas de la materia visible y oscura.
En un avance sin precedentes, el superordenador Frontier, ubicado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, Estados Unidos, ha ejecutado la simulación astrofísica más grande y precisa realizada hasta la fecha. Este logro, que combina la complejidad de las dinámicas gravitatorias con las interacciones físicas de la materia convencional y oscura, establece una base innovadora para explorar los secretos del universo.
La máquina detrás del descubrimiento
Frontier, una supercomputadora de clase exaescala, puede realizar un quintillón de cálculos por segundo, un rendimiento que redefine los límites de la tecnología computacional. Diseñado para abordar los desafíos más complejos de la ciencia moderna, Frontier cuenta con más de 9.400 CPUs y 37.000 GPUs, lo que le permite procesar enormes cantidades de datos a una velocidad impresionante. Este avance fue posible gracias a HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code), un software desarrollado específicamente para ejecutar simulaciones cosmológicas a gran escala.
📁 Frontier, reconocida como una de las supercomputadoras más rápidas del mundo, se utilizó para ejecutar la mayor simulación astrofísica del universo. Esta animación muestra la formación del objeto más grande en la simulación Frontier-E: el panel izquierdo presenta su entorno,… pic.twitter.com/JrFeEqRrsE
— Inteligencia Artificial (@inteligencia_x) December 2, 2024
“Para entender qué hace el universo, necesitamos modelar tanto la gravedad como otros fenómenos físicos, como la formación de estrellas, agujeros negros y galaxias”, explicó Salman Habib, líder del proyecto en el Laboratorio Nacional de Argonne. Esta capacidad permite explorar los procesos que dieron forma al cosmos durante miles de millones de años.
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Un universo complejo y vasto: La Simulación
La simulación lograda por Frontier refleja un universo en constante evolución, desde el comportamiento gravitatorio de la materia oscura hasta la dinámica de los gases calientes y la formación de estructuras galácticas. Este enfoque abarca tanto la materia visible, que representa solo el 5% del universo, como la materia oscura, que constituye un 27%, y la energía oscura, responsable del restante 68%.
Las observaciones realizadas con telescopios como el Observatorio Rubin en Chile han servido como referencia para estos modelos. Sin embargo, hasta ahora, las limitaciones tecnológicas impedían simulaciones que incorporaran tanto el tamaño como el realismo físico necesarios. Con Frontier, se pueden estudiar fenómenos como la expansión del universo y la evolución de cúmulos de galaxias con un nivel de detalle nunca antes alcanzado.
“No solo se trata del tamaño físico de las regiones simuladas, sino también del realismo adicional al incluir bariones y la dinámica física”, destacó Bronson Messer, director de ciencia del Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Este logro ofrece una perspectiva integral de cómo interactúan los distintos componentes del universo.
Implicaciones para la ciencia
El objetivo principal de estas simulaciones es proporcionar un entorno realista para investigar las propiedades de la materia barónica y oscura. Mientras que la materia visible incluye objetos como estrellas, planetas y nubes moleculares, la materia oscura es conocida solo por sus efectos gravitacionales en la materia visible.
Estudiar la hidrodinámica cósmica —el comportamiento de los fluidos en el espacio, como el gas interestelar y el plasma— es clave para comprender cómo estas fuerzas influyen en la arquitectura del universo. Gracias a Frontier, los investigadores han logrado modelar estas complejas interacciones, avanzando significativamente en la comprensión de las superestructuras del cosmos.
Un logro con perspectivas futuras
Aunque Frontier ya no ostenta el título de la supercomputadora más rápida del mundo, habiendo sido superada por El Capitán, su impacto en la ciencia es innegable. Los resultados obtenidos han sentado las bases para futuras investigaciones y han demostrado el potencial de la computación exaescala en el campo de la astrofísica.
Con avances como estos, la humanidad está un paso más cerca de desentrañar los misterios más profundos del universo, desde sus primeros instantes hasta su continuo crecimiento y evolución. La simulación del cosmos realizada por Frontier no solo es un hito tecnológico, sino también una herramienta invaluable para explorar nuestra posición en el vasto tejido del espacio y el tiempo.
