Uchuu: o maior universo virtual gratuito para qualquer um explorar

Simulação percorre a evolução da matéria ao longo de quase toda a história de 13,8 bilhões de anos do universo, desde o Big Bang até o presente

Distribuição da matéria escura em uma imagem de Uchuu. As imagens mostram o halo de matéria escura do maior aglomerado de galáxias formado na simulação em diferentes ampliações. Crédito: Tomoaki Ishiyama

Esqueça os jogos online que prometem um “mundo inteiro” para explorar. Uma equipe internacional de pesquisadores gerou todo um universo virtual e o disponibilizou gratuitamente na nuvem para todos.

Uchuu (“Espaço Exterior” em japonês) é a maior e mais realista simulação do universo até hoje. Ela consiste em 2,1 trilhões de partículas em um cubo computacional com uma distância sem precedentes de 9,63 bilhões de anos-luz de lado. Para efeito de comparação, isso é cerca de três quartos da distância entre a Terra e as galáxias observadas mais distantes. Uchuu nos permitirá estudar a evolução do universo em um nível de tamanho e detalhes inconcebíveis até agora.

Uchuu se concentra nas estruturas em grande escala do universo: halos misteriosos de matéria escura que controlam não apenas a formação de galáxias, mas também o destino de todo o universo. A escala dessas estruturas varia desde os maiores aglomerados de galáxias até as menores galáxias. Estrelas e planetas individuais não aparecem por insuficiência de resolução, então não espere encontrar nenhuma civilização alienígena em Uchuu.

Confira abaixo a visualização de Uchuu no YouTube:

Máquina do tempo

Mas uma maneira pela qual Uchuu ganha muito em comparação com outros mundos virtuais é o domínio do tempo. Uchuu simula a evolução da matéria ao longo de quase toda a história de 13,8 bilhões de anos do universo, desde o Big Bang até o presente. Isso é 30 vezes mais do que o tempo desde que a vida animal rastejou pela primeira vez para fora dos mares na Terra.

Julia F. Ereza, doutoranda do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA-CSIC, na Espanha) que usa Uchuu para estudar a estrutura em larga escala do universo, explicou a importância do domínio do tempo. “Uchuu é como uma máquina do tempo”, disse ela. “Podemos ir para frente, para trás e parar no tempo, podemos ‘ampliar’ em uma única galáxia ou ‘reduzir’ para visualizar todo um aglomerado. Podemos ver o que realmente está acontecendo a cada instante e em todos os lugares do universo desde seus primeiros dias até o presente. É uma ferramenta essencial para estudar o cosmos.”

Pesquisadores de Japão, Espanha, EUA, Argentina, Austrália, Chile, França e Itália criaram o Uchuu usando Aterui II, o supercomputador mais poderoso do mundo dedicado à astronomia. Mesmo com toda essa potência, ainda demorou um ano para produzir o Uchuu. Tomoaki Ishiyama, professor associado da Universidade de Chiba (Japão) que desenvolveu o código usado para gerar Uchuu, explicou: “Para produzir Uchuu, usamos (…) todos os 40.200 processadores (núcleos de CPU) disponíveis exclusivamente por 48 horas por mês. Vinte milhões de horas de supercomputador foram consumidas e 3 petabytes de dados foram gerados. É o equivalente a 894.784.853 imagens de um telefone celular de 12 megapixels.”

Compactação de informações

Antes de começar a se preocupar com o tempo de download, a equipe de pesquisa usou técnicas computacionais de alto desempenho para compactar informações sobre a formação e evolução dos halos de matéria escura na simulação de Uchuu em um catálogo de 100 terabytes. Esse catálogo está agora disponível para todos na nuvem em um formato fácil de usar graças à infraestrutura computacional skun6 localizada no IAA-CSIC, o grupo RedIRIS e o Centro Galego de Supercomputação (Cesga). Futuros lançamentos de dados incluirão catálogos de galáxias virtuais e mapas de lentes gravitacionais.

Os produtos de ciência de Big Data de Uchuu ajudarão os astrônomos a aprender como interpretar pesquisas de galáxias com Big Data esperadas nos próximos anos em instalações como o Telescópio Subaru e a missão espacial Euclid, da Agência Espacial Europeia (ESA).

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