Bakom varje modern berättelse om kosmologisk upptäckt ligger superdatorn som gjorde det möjligt. Så var fallet med tillkännagivandet i går från European Space Agencies 'Planck mission team som höjde åldersuppskattningen för universum till 13,82 miljarder år och justerade parametrarna för mängderna mörk materia, mörk energi och vanlig gammal baryonisk materia i universum.
Planck bygger på vår förståelse av det tidiga universum genom att ge oss den mest detaljerade bilden ännu av den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), "fossil reliken" från Big Bang som först upptäcktes av Penzias & Wilson 1965. Plancks upptäckter byggda på CMB karta över universum som observerats av Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) och tjänar till att ytterligare validera Big Bang-teorin om kosmologi.
Men att studera de lilla svängningarna i den svaga kosmiska mikrovågsbakgrunden är inte lätt, och det är där Hopper kommer in. Från sin L2 Lagrange utsiktspunkt utanför Jordens måne observerar Plancks 72 omborddetektorer himlen med 9 separata frekvenser, och fullbordar en fullständig genomsökning av himlen var sjätte månad. Den första utgivningen av data är kulminationen på 15 månaders värde av observationer som representerar nära en biljon totalt sampel. Planck registrerar i genomsnitt 10 000 prover varje sekund och skannar varje punkt på himlen cirka 1 000 gånger.
Det är en utmaning att analysera, även för en superdator. Hopper är en Cray XE6-superdator baserad på Department of Energy's National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) vid Lawrence Berkeley National Laboratory i Kalifornien. Superdatoren är uppkallad efter datavetare och pionjär Grace Hopper och har 217 terabyte minne som körs över 153 216 datorkärnor med en toppprestanda på 1,28 petaflops per sekund. Hopper placerade nummer fem på en novemberlista över världens bästa superdatorer. (Tianhe-1A-superdatorn vid National Supercomputing Center i Tianjin Kina var nummer ett på en toppprestanda på 4,7 petaflops per sekund).
En av de största utmaningarna för teamet som siktade genom flödet av CMB-data som genererats av Planck var att filtrera bort "buller" och förspänning från själva detektorerna.
"Det är som mer än bara buggar på en vindruta som vi vill ta bort för att se ljuset, men en storm av buggar runt omkring oss i alla riktningar," sade Planck-projektforskare Charles Lawrence. För att övervinna detta kör Hopper simuleringar av hur himlen verkar för Planck under olika förhållanden och jämför dessa simuleringar mot observationer för att reta ut data.
"Genom att skala upp till tiotusentals processorer har vi minskat tiden det tar att köra dessa beräkningar från omöjliga 1 000 år till några veckor," sa Berkeley-laboratoriet och planckforskaren Ted Kisner.
Men Planck-uppdraget är inte den enda information som Hopper är involverad i. Hopper och NERSC var också involverade i förra årets upptäckt av den slutliga neutrino-blandningsvinkeln. Hopper är också för närvarande involverat i att studera våg-plasma-interaktioner, fusionsplasma och mer. Du kan se de projekt som NERSC-datorer har för uppgift för närvarande på deras webbplats tillsammans med CPU-kärntimmar som används i realtid. Kanske en framtida ättling till Hopper kan ge djup tanke om Hitchhikers Guide to the Galaxy berömmelse tävling för att lösa svaret på livet, universum och allt.
Även ett stort gratulerar till forskare från Planck och NERSC. Igår var en fantastisk dag att vara kosmolog. Åtminstone kanske inte folk fortsätter att förvirra fältet med kosmetologi... lita på oss, du vill inte ha en kosmolog som stylar håret!
