Beijing – Tim peneliti internasional yang dipimpin oleh China sukses merilis simulasi kosmologis terbesar yang pernah dibuat, “HyperMillennium”. Simulasi ini mencakup ruang lingkup luar angkasa sejauh 12 miliar tahun cahaya.
Platform digital ini berfungsi sebagai instrumen canggih bagi ilmuwan untuk meneliti evolusi alam semesta. HyperMillennium dibangun dalam bentuk kubus raksasa dengan sisi sepanjang 12 miliar tahun cahaya, yang melibatkan 4,2 triliun partikel materi gelap virtual.
Dengan memanfaatkan teknik simulasi numerik N-body, peneliti merekonstruksi evolusi struktur skala besar alam semesta selama 10 miliar tahun terakhir. Mereka menciptakan alam semesta virtual di dalam superkomputer yang dimulai sejak pasca-peristiwa Big Bang dengan menelusuri tarikan gravitasi secara bertahap.
Kosmos virtual ini memungkinkan peneliti untuk memutar balik waktu guna mempelajari proses pembentukan galaksi. Integrasi model fisika dalam simulasi tersebut turut menghasilkan katalog terperinci mengenai posisi dan kecerahan galaksi.
Data ini menjadi landasan teoretis krusial bagi riset materi gelap dan energi gelap. Selain itu, simulasi ini mendukung program survei galaksi generasi terbaru, seperti Teleskop Stasiun Luar Angkasa China serta misi Euclid milik Badan Antariksa Eropa.
“Simulasi ini diselesaikan dengan resolusi gaya dan akurasi waktu yang tinggi, serta berhasil mencapai terobosan dalam skala komputasi. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari struktur kosmik masif yang sangat langka secara mendetail sambil tetap mempertahankan kekuatan statistik yang kuat,” ujar peneliti di Observatorium Astronomi Nasional Akademi Ilmu Pengetahuan China (NAOC), Wang Qiao, Jumat (24/4).
Dalam pengerjaannya, tim menggunakan perangkat lunak bernama PhotoNs yang dikembangkan khusus untuk superkomputer domestik China. Setelah lebih dari satu dekade optimalisasi algoritma, perhitungan efisien berhasil dilakukan dengan dukungan lebih dari 10.000 kartu akselerator.
Proyek ini menelan lebih dari 100 juta jam inti CPU dan 10 juta jam kartu akselerator, hingga menghasilkan sekitar 13 petabytes data. Laporan hasil penelitian tersebut kini telah dipublikasikan dalam jurnal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Profesor dari University of Texas di Austin, Mike Boylan-Kolchin, menyebut simulasi tersebut sebagai sebuah keajaiban komputasi. Menurut dia, resolusi yang belum pernah ada sebelumnya ini akan menjadi tolok ukur bagi komunitas penelitian di masa depan dalam mengungkap rahasia alam semesta.
Senada dengan hal tersebut, Direktur Institut Max Planck untuk Astrofisika, Volker Springel, menyatakan bahwa simulasi ini telah mengubah batasan-batasan dalam kosmologi numerik. Ia mengaku terkesan dengan ketepatan simulasi dalam melakukan pengujian terhadap model kosmologi standar.
Sebagai bentuk validasi, tim membandingkan simulasi dengan pengamatan gugus galaksi Abell 2744 yang berjarak empat miliar tahun cahaya dari Bumi. Hasilnya menunjukkan kesesuaian luar biasa hingga tingkat piksel, yang mempertegas bahwa model kosmologi standar tetap valid dalam lingkungan kompleks. Saat ini, batch pertama data telah dirilis ke komunitas ilmiah global melalui National Astronomical Data Center.
