16.000 núcleos Intel Haswell para la simulación más realista del Big Bang

Desde mediados del siglo XX, los científicos han tenido una idea bastante clara de cómo surgió el Universo. La expansión cósmica y el descubrimiento de la Radiación del Fondo Cósmico (CMB por sus siglas en inglés) le dieron credibilidad a la Teoría del Big Bang, y el ritmo acelerado de expansión condujo a teorías sobre la Energía Oscura. Aún así, hay mucho sobre el Universo primitivo que los científicos todavía no conocen, lo que requiere que se basen en simulaciones de la evolución cósmica.

Esto ha planteado tradicionalmente un pequeño problema, ya que las limitaciones de la computación significan que la simulación puede ser a gran escala o detallada, pero no ambas. Sin embargo, un equipo de científicos de Alemania y Estados Unidos completó recientemente la simulación a gran escala más detallada hasta la fecha. Esto ha sido posible gracias al superordenador Hazel Hen, conformado por 7.712 procesadores Intel Xeon E5-2680 v3 @ 2.50 GHz (Haswell @ 22nm) junto a 965 TB de memoria RAM, el cual permitió crear la simulación TNG50, una simulación de última generación que permitirá a los investigadores estudiar cómo evolucionó el cosmos tanto en detalle como a gran escala.

Las simulaciones de gran volumen, por otro lado, tradicionalmente carecen de los detalles necesarios para reproducir muchas de las propiedades a pequeña escala del Universo, lo que hace que sus predicciones sean menos fiables. La TNG50 es la primera simulación de este tipo en la que se consigue combinar la idea de simulaciones a gran escala -el concepto "Universo en una caja"- con el tipo de resolución que antes sólo era posible con simulaciones de galaxias.

Esta simulación fue creada aprovechando 16.000 de los 185.088 núcleos disponibles en el Hazel Hen durante más de un año, la simulación más larga y de mayor consumo de recursos hasta la fecha. La simulación en sí consiste en un cubo de espacio de más de 230 millones de años-luz de diámetro que contiene más de 20.000 millones de partículas que representan materia oscura, estrellas, gas cósmico, campos magnéticos y agujeros negros supermasivos.

La simulación TNG50 también puede discernir fenómenos físicos que ocurren a escalas inferiores a una millonésima parte del volumen total (es decir, 230 años-luz). Esto permite que la simulación rastree la evolución simultánea de miles de galaxias a lo largo de 13.800 millones de años de historia cósmica. Los resultados de su simulación fueron publicados en dos artículos que recientemente aparecieron en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.