10 سپتامبر 2021 توسط مرکز اخترفیزیک محاسباتی
شکل 1: توزیع ماده تاریک در یک عکس فوری از Uchuu. تصاویر هاله ماده تاریک بزرگترین خوشه کهکشان را در شبیه سازی با بزرگنمایی‌های مختلف نشان می‌دهند. اعتبار Tomoaki Ishiyama
بازی‌های آنلاین را که به شما قول می‌دهند کل جهان را فراموش کنید، فراموش کنید. یک تیم بین المللی از محققان یک جهان مجازی کامل ایجاد کرده‌اند و آن را به صورت رایگان در ابر برای همه در دسترس قرار داده‌اند.
اوچو (به ژاپنی به معنی «فضای بیرونی») بزرگترین و واقعی‌ترین شبیه سازی جهان تا به امروز است. شبیه سازی Uchuu شامل 2.1 تریلیون ذره در یک مکعب محاسباتی و 9.63 میلیارد سال نوری به صورتی بی‌سابقه در یک سمت است. برای مقایسه، این حدود سه چهارم فاصله بین زمین و دورترین کهکشان‌های مشاهده شده است. اوچو تکامل جهان را در سطحی از اندازه و جزئیات غیرقابل تصور نشان می‌دهد.
اوچو بر ساختار مقیاس بزرگ جهان تمرکز می‌کند: هاله‌های مرموز ماده تاریک که نه تنها تشکیل کهکشان‌ها، بلکه سرنوشت کل جهان را نیز کنترل می‌کند. مقیاس این ساختارها از بزرگترین خوشه‌های کهکشان تا کوچکترین کهکشان‌ها متغیر است. ستارگان و سیارات جداگانه حل نشده‌اند، بنابراین انتظار نداشته باشید که هیچ تمدن بیگانه‌ای را در اوچو پیدا کنید. اما یکی از راه‌هایی که Uchuu در مقایسه با سایر دنیای مجازی متمایز می‌شود، حوزه زمان است. اوچو تکامل ماده را تقریباً در کل تاریخ 13.8 میلیارد سال جهان از انفجار بزرگ تا به امروز شبیه سازی کرده است. این بیش از 30 برابر بیشتر از زمانی است که زندگی حیوانات برای اولین بار از دریاهای روی زمین بیرون آمده است.
جولیا اف ارزا، دکتری دانشجوی IAA-CSIC که از Uchuu برای مطالعه ساختار بزرگ جهان استفاده می‌کند، اهمیت حوزه زمانی را توضیح می‌دهد: «مانند یک ماشین زمان است: ما می‌توانیم جلو برویم، عقب برویم و در زمان متوقف شویم، می‌توانیم بزرگنمایی کنیم در یک کهکشان واحد یا کوچک نمایی برای تجسم یک خوشه کامل، ما می‌توانیم در هر لحظه و در هر مکان از جهان از اولین روزهای خود تا به امروز چه می‌گذرد و یک ابزار ضروری برای کیهان را مطالعه کنیم.»
یک تیم بین المللی از محققان از ژاپن، اسپانیا، ایالات متحده، آرژانتین، استرالیا، شیلی، فرانسه و ایتالیا Uchuu را با استفاده از ATERUI II، قدرتمندترین ابر رایانه جهان که به نجوم اختصاص داده است، ایجاد کردند. با وجود این همه قدرت، هنوز یک سال طول کشید تا اوچو تولید شود. Ishiyam، دانشیار در دانشگاه چیبا که کد تولید شده برای تولید Uchuu را توسعه داد، توضیح می‌دهد: «ما برای تولید Uchuu از 40،200 پردازنده هسته CPU به طور انحصاری به مدت 48 ساعت در هر ماه استفاده کرده‌ایم. بیست میلیون ساعت ابر رایانه مصرف شد و 3 پتابایت داده تولید شد، معادل 894،784،853 عکس از یک تلفن همراه 12 مگاپیکسلی.»
قبل از شروع نگرانی در مورد زمان بارگیری، تیم تحقیق از تکنیک‌های محاسباتی با عملکرد بالا برای فشرده سازی اطلاعات مربوط به شکل‌گیری و تکامل هاله‌های ماده تاریک در شبیه سازی Uchuu به کاتالوگ 100 ترابایتی استفاده کرد. این کاتالوگ به لطف زیرساخت‌های محاسباتی skun6 واقع در Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ، گروه RedIRIS و مرکز ابررایانه گالیسیا (CESGA) اکنون با فرمت آسان برای همه در ابر در دسترس است. انتشار داده‌های آینده شامل کاتالوگ کهکشان‌های مجازی و نقشه‌های عدسی گرانشی خواهد بود.
