I ricercatori approfondiscono un mondo artificiale per aiutarci a comprendere meglio il mondo reale. Utilizzando i supercomputer dell’Argonne National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti in Illinois, gli scienziati hanno creato quasi 4 milioni di immagini simulate che descrivono l’universo come l’Osservatorio Vera C. Rubin, finanziato congiuntamente dalla National Science Foundation (NSF), dal Dipartimento dell’Energia e dalla NASA. Nancy Grazia. Il telescopio spaziale romano lo vedrà.
Il fisico Michael Troxel della Duke University ha guidato la campagna di simulazione come parte di un progetto più ampio chiamato OpenUniverse. La squadra lo sta liberando adesso UN Sottoarray da 10 TB Di questi dati, ai restanti 390 terabyte faranno seguito questo autunno una volta elaborati.
“Utilizzando l’ormai defunta macchina Theta di Argonne, abbiamo realizzato in circa nove giorni ciò che avrebbe richiesto circa 300 anni su un laptop”, ha affermato Katrin Heitmann, cosmologa e vicedirettrice della divisione di fisica delle alte energie di Argonne che ha gestito il tempo del supercomputer per il progetto. “I risultati daranno forma ai futuri tentativi di Roman e Rubin di far luce sulla materia oscura e sull’energia oscura, offrendo allo stesso tempo ad altri scienziati un’anteprima dei tipi di oggetti che saranno in grado di esplorare utilizzando i dati provenienti dai telescopi”.
Prova generale cosmica
Per la prima volta, queste simulazioni tengono conto delle prestazioni degli strumenti dei telescopi, rendendola l’anteprima più accurata dell’universo che Roman e Robin vedranno una volta che inizieranno a osservare.
L’accuratezza della simulazione è importante perché gli scienziati esamineranno i dati dei futuri osservatori alla ricerca di piccole caratteristiche che li aiuteranno a svelare i più grandi misteri della cosmologia.
Robin e Roman esploreranno Energia oscura, la forza misteriosa che si ritiene acceleri l’espansione dell’universo. Simulazioni come OpenUniverse li aiutano a comprendere le firme che ciascuno strumento imprime sulle immagini e ad appianare il modo in cui i dati vengono elaborati ora in modo che possano decodificare correttamente i dati futuri. Allora gli scienziati potranno fare scoperte importanti anche attraverso segnali deboli.
“OpenUniverse ci consente di calibrare le nostre aspettative su ciò che possiamo rilevare con questi telescopi”, ha affermato Jim Chiang, uno scienziato del Laboratorio nazionale SLAC del Dipartimento di Energia che ha contribuito a creare le simulazioni. “Ci dà l’opportunità di mettere in pratica le nostre pipeline di elaborazione, comprendere meglio i nostri codici di analisi e interpretare i risultati in modo accurato in modo da poter essere pronti a utilizzare i dati reali immediatamente non appena iniziano ad arrivare.”
Continueranno quindi a utilizzare simulazioni per esplorare effetti fisici e strumenti in grado di riprodurre ciò che gli osservatori vedono nell’universo.
Lavoro di squadra telescopico
Ci è voluto un team numeroso e talentuoso di molte organizzazioni per eseguire una simulazione così massiccia.
“Poche persone al mondo sono sufficientemente esperte per eseguire queste simulazioni”, ha affermato Alina Kiessling, ricercatrice presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA nel sud della California e ricercatrice principale di OpenUniverse. “Questo enorme progetto non sarebbe stato possibile senza la collaborazione tra DOE, Argonne, SLAC e NASA, che ha riunito tutte le risorse e gli esperti giusti”.
Il progetto si intensificherà ulteriormente quando Roman e Robin inizieranno a osservare l’universo.
“Utilizzeremo le osservazioni per rendere le nostre simulazioni più accurate”, ha affermato Kiessling. “Questo ci darà una maggiore comprensione dell’evoluzione dell’universo nel tempo e ci aiuterà a comprendere meglio la cosmologia che alla fine ha modellato l’universo”.
Le simulazioni di Rubin e Roman coprono la stessa zona di cielo, con un’area totale di circa 0,08 gradi quadrati (circa un terzo dell’area di cielo coperta dalla luna piena). La simulazione completa che sarà rilasciata entro la fine dell’anno coprirà 70 gradi quadrati, circa l’area del cielo coperta da 350 lune piene.
La loro sovrapposizione consente agli scienziati di imparare come utilizzare gli aspetti migliori di ciascun telescopio: la visione più ampia di Rubin e quella più nitida e profonda di Roman. Questa combinazione produrrà vincoli migliori di quelli che i ricercatori possono ricavare da ciascun osservatorio da solo.
“Abbiamo fatto enormi passi avanti nel semplificare queste condutture e nel renderle utilizzabili”, ha affermato Kiessling. Una partnership con l’Infrared Science Archive di Caltech/IPAC rende i dati simulati disponibili adesso, così quando i ricercatori accederanno ai dati reali in futuro, avranno già familiarità con gli strumenti. “Ora vogliamo che le persone inizino a lavorare con le simulazioni per vedere quali miglioramenti possiamo apportare e prepararsi a utilizzare i dati futuri nel modo più efficace possibile”.
OpenUniverse, insieme ad altri strumenti di simulazione sviluppati dai Science Operations e dai Science Support Center di Roman, preparerà gli scienziati per i grandi set di dati attesi da Roman. Il progetto riunisce dozzine di esperti del JPL della NASA, dell’Argonne del Dipartimento dell’Energia, dell’IPAC e di diverse università statunitensi per coordinarsi con i team infrastrutturali del progetto rumeno, SLAC e il Rubin Legacy Survey of Space and Time Dark Energy Collaboration. Il supercomputer Theta era gestito dall’Argonne Leadership Computing Facility, una struttura utente del DOE Office of Science.
IL Telescopio spaziale romano Nancy Grace È gestito presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, con la partecipazione del Jet Propulsion Laboratory della NASA, del Caltech/IPAC nel sud della California, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora e di un team scientifico che comprende scienziati di vari istituti di ricerca. I principali partner industriali sono BAE Systems, Inc. a Boulder, Colorado; L3Harris Technologies a Rochester, New York; e Teledyne Scientific & Imaging a Thousand Oaks, California.
L’Osservatorio Rubin è un’iniziativa congiunta della National Science Foundation statunitense (Fronte di salvezza nazionale(e il Ministero dell’Energia)Ministero dell’Energia). La sua missione principale è quella di esaminare il patrimonio dello spazio e del tempo, fornendo un set di dati senza precedenti per la ricerca scientifica supportata da entrambe le agenzie. Robin è gestito congiuntamente da NSF NOIRLab E Laboratorio Nazionale Acceleratore SLAC (Lento). NOIRLab è gestito per NSF dall’Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomia (aura) SLAC è gestito per conto del Dipartimento dell’Energia da Università di Stanford. Sono riconosciuti ulteriori contributi da parte di numerose organizzazioni e team internazionali.
Questo articolo è basato su A lancio Dalla NASA.
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