Bag enhver moderne fortælling om kosmologisk opdagelse er supercomputeren, der gjorde det muligt. Sådan var tilfældet med meddelelsen i går fra European Space Agencies 'Planck-missionsteam, der hævede aldersoverslaget for universet til 13,82 milliarder år og finjusterede parametrene for mængderne mørkt stof, mørk energi og almindelig gammel baryonisk stof i universet.
Planck bygger på vores forståelse af det tidlige univers ved at give os det mest detaljerede billede endnu af den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), ”fossil relikvien” fra Big Bang, der først blev opdaget af Penzias & Wilson i 1965. Plancks opdagelser bygget på CMB kort over universet observeret af Wilkinson mikrobølgeovn anisotropy probe (WMAP) og tjener til yderligere validering af Big Bang teorien om kosmologi.
Men det er ikke let at studere de små udsving i den svage kosmiske mikrobølgebakgrund, og det er her Hopper kommer ind. Fra sit L2 Lagrange-udsigtspunkt ud over Jordens måne, observerer Plancks 72 omborddetektorer himlen ved 9 separate frekvenser og afslutter en fuld scanning af himlen hver sjette måned. Denne første frigivelse af data er kulminationen på 15 måneders værd af observationer, der repræsenterer tæt på en billion billioner. Planck registrerer i gennemsnit 10.000 prøver hvert sekund og scanner hvert punkt på himlen ca. 1.000 gange.
Det er en udfordring at analysere, selv for en supercomputer. Hopper er en Cray XE6 supercomputer baseret på Department of Energy's National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) på Lawrence Berkeley National Laboratory i Californien. Supercomputer, der er opkaldt efter computerforsker og pioner Grace Hopper, har 217 terabyte hukommelse, der kører på tværs af 153.216 computerkerner med en maksimal ydelse på 1,28 petaflops i sekundet. Hopper placerede nummer fem på en november 2010-liste over verdens bedste supercomputere. (Tianhe-1A-supercomputeren i National Supercomputing Center i Tianjin China var nummer én med en højtydende ydelse på 4,7 petaflops per sekund).
En af de største udfordringer for teamet, der sigtede gennem oversvømmelsen af CMB-data genereret af Planck, var at filtrere “støj” og bias fra detektorerne selv.
”Det er som mere end bare bugs på en forrude, som vi ønsker at fjerne for at se lyset, men en storm af bugs rundt omkring os i alle retninger,” sagde Planck-projektforsker Charles Lawrence. For at overvinde dette kører Hopper simuleringer af, hvordan himlen synes Planck under forskellige forhold og sammenligner disse simuleringer mod observationer for at drille data.
"Ved at skalere op til titusinder af processorer har vi reduceret den tid, det tager at køre disse beregninger fra umulige 1.000 år til et par uger," sagde Berkeley-laboratoriet og Planck-videnskabsmanden Ted Kisner.
Men Planck-missionen er ikke de eneste data, som Hopper er involveret i. Hopper og NERSC var også involveret i sidste års opdagelse af den endelige neutrino-blandingsvinkel. Hopper er også i øjeblikket involveret i undersøgelse af bølge-plasma-interaktioner, fusionsplasma og mere. Du kan se de projekter, som NERSC-computere har til opgave i øjeblikket på deres websted sammen med CPU-kernetimer, der bruges i realtid. Måske kunne en fremtidig efterkommer af Hopper give en grundig tanke om Hitchhiker's Guide to the Galaxy berømmelse konkurrence om at løse svaret på livet, universet og alt.
Også en stor lykønskning til Planck og NERSC forskere. I går var en god dag at være kosmolog. I det mindste fortsætter måske folk ikke med at forvirre feltet med kosmetologi... stol på os, du vil ikke have en kosmolog, der styler dit hår!
