Dünyanın ikinci en hızlı süper bilgisayarı Frontier, şu an için var olan en karmaşık evren simülasyonunu oluşturdu. Frontier, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nda bulunan devasa bir bilgisayar ve şu anda saniyede 1.1 exaFLOPS (exaFLOPS, 10^18 işlem) hızında işlem yapabiliyor. Bu hız ile bilgisayar, saniyede 1.1 quintilyon (1,100,000,000,000,000,000) hesaplama yapabilme kapasitesine sahip.
Frontier, 9.472 AMD işlemcisi (CPU) ve 37.888 AMD grafik işlemcisi (GPU) kullanarak bu kadar büyük bir işlem gücüne ulaşabiliyor.
Frontier, aslında bir zamanlar dünyanın en hızlı süper bilgisayarıydı, ancak Kasım 2024’te bir başka süper bilgisayar olan El Capitan, 1.742 exaFLOPS işlem gücüyle onu geçerek birinci sıraya yerleşti. Ancak Frontier, hızından bağımsız olarak hala devrim niteliğinde bir teknolojiye sahip ve bilim insanlarının evrenin nasıl işlediğine dair daha önce görülmemiş simülasyonlar yapmasına imkan tanıyor.
Evrenin en karmaşık bilgisayar simülasyonunun ardında ABD’li bilim insanları var
Bu simülasyonu gerçekleştiren ekip, ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda görevli bilim insanlarından oluşuyor. Ekip, simülasyonu yapmak için Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code (HACC) adlı bir yazılım kullanıyor. HACC, evrenin evrimini modellemek için geliştirilen ve yaklaşık 15 yıldır kullanılan bir yazılım. Bu yazılım, geliştirildiği ilk günden itibaren daha güçlü bilgisayarlara uyarlanabilecek şekilde tasarlandı. Bu sayede her yeni nesil süper bilgisayarın gücünden yararlanılabiliyor.
HACC, ilk başta daha düşük güçlü bilgisayarlarda kullanılıyordu. Örneğin, Summit adlı süper bilgisayarda HACC ile yapılan simülasyonlar, evrenin farklı teorik yapılarını modellemeye çalışıyordu. Bu projede, Star Trek’ten ilham alınarak üç farklı evren modeli simüle edildi: Qo’nos (Klingonlar’ın dünyası), Vulcan (Vulcanlar’ın dünyası) ve Ferenginar (Ferengi’lerin dünyası). Bu simülasyonlar, karanlık enerji ve maddeyi inceleyerek, evrenin erken dönemlerinde galaksilerin nasıl kümelendiğini anlamaya çalışıyordu. Ancak Summit’in gücü sınırlıydı ve bu simülasyonlar sadece “yer çekimi” (gravite) etkilerini göz önünde bulundurabiliyordu.
Frontier ise çok daha güçlü bir bilgisayar olduğu için bu simülasyonları çok daha geniş bir perspektiften ele alabiliyor. Frontier, sadece yerçekimi değil, aynı zamanda diğer fiziksel güçleri de simüle edebiliyor. Bu simülasyonlar, evrendeki karanlık madde, karanlık enerji, sıcak gaz, yıldızların, kara deliklerin ve galaksilerin oluşumu gibi pek çok farklı olguyu göz önünde bulunduruyor. Bu, simülasyonları gerçek dünyadaki astronomik gözlemlerle karşılaştırarak hangi teorilerin doğru olduğunu anlamak için çok önemli bir adım.
Frontier’in üzerinde çalıştığı bu simülasyonlar, “kozmolojik hidrodinamikler” olarak adlandırılıyor. Bu terim, evrendeki fiziksel süreçlerin karmaşık bir şekilde bir araya gelmesini tanımlıyor. Yani, sadece yerçekimi değil, diğer fiziksel güçler de devreye giriyor. Simülasyonlar, evrende var olan madde türlerinin birbirleriyle etkileşimini, galaksilerin nasıl oluştuğunu, yıldızların patlamalarını ve kara deliklerin büyümesini gözler önüne seriyor.
ExaSky adlı bir proje kapsamında, HACC yazılımı, Frontier’in gücünden tam anlamıyla faydalanabilmek için optimize edildi. Bu optimizasyon, HACC’nin eski süper bilgisayarlarda çalıştığından 50 kat daha hızlı olmasını sağladı. Ancak Frontier, HACC’nin hızını neredeyse 300 kat artırarak beklentilerin çok ötesine geçti. Bu hız artışı, simülasyonların çok daha detaylı ve doğru yapılmasına olanak tanıyor.
Elde edilen sonuçlar, sadece bilim insanlarının evrenin işleyişi hakkındaki teorilerini test etmekle kalmıyor, aynı zamanda alternatif teoriler de öneriyor. Örneğin, evrendeki karanlık madde ve karanlık enerji hakkında yeni hipotezler geliştirilebiliyor ya da Modified Newtonian Dynamics (MOND) gibi, yerçekimi yasalarındaki değişiklikleri inceleyen teoriler test edilebiliyor. Bu simülasyonlar sayesinde, bilim insanları gerçek gözlemlerle karşılaştırmalar yaparak hangi teorilerin evrenin işleyişini en iyi şekilde açıklayabildiğini anlayabiliyorlar.
İlginizi çekebilir: Kedinizin içinden kara delik geçebilir mi?