Superkomputer Frontier to prawdziwy kolos obliczeniowy, zdolny do wykonania kwintyliona (jedynka i 30 zer) operacji na sekundę. Dzięki tej niesamowitej mocy obliczeniowej, Frontier pozwolił naukowcom stworzyć symulację Wszechświata o poziomie dokładności, który wcześniej był całkowicie nieosiągalny.

Symulacja ta odpowiada skalą badaniom przeprowadzanym za pomocą największych teleskopów, w tym Obserwatorium Rubina w Chile. Dzięki Frontier naukowcy po raz pierwszy mogli uwzględnić w swoich obliczeniach nie tylko grawitację, ale także fizykę związaną z gazami, formowaniem się gwiazd, czarnymi dziurami oraz galaktykami.

Jak wyjaśnia Salman Habib, dyrektor ds. nauk obliczeniowych w Argonne National Laboratory, to tak, jakby wrzucić do symulacyjnego „kotła” całą astrofizykę. Frontier otworzył tym samym drzwi do modelowania Wszechświata na zupełnie nowym poziomie.

Wszechświat składa się w dużej mierze z materiału, który nie jest widoczny. Współczesna nauka mówi, że widzialna materia, czyli ta, którą możemy zobaczyć i zbadać, stanowi zaledwie 5% Wszechświata. Kolejne 27% to ciemna materia, która oddziałuje z innymi obiektami tylko poprzez grawitację, a pozostałe 68% to ciemna energia, odpowiedzialna za przyspieszającą ekspansję Wszechświata.

Symulacje prowadzone przez Frontier przybliżają nas do zrozumienia, jak ciemna materia wpływa na strukturę wszechświata. Dają także możliwość dokładnego porównania danych uzyskanych w symulacjach z obserwacjami teleskopowymi, co jest kluczowe dla dalszych badań i odkryć w dziedzinie astrofizyki.

Dlaczego symulacja wykonana przez Frontier jest tak przełomowa? Do tej pory symulowanie tak rozległych obszarów wszechświata w tak precyzyjny sposób było niemal niemożliwe. Nawet najbardziej zaawansowane badania ograniczały się do uproszczonego modelu uwzględniającego jedynie grawitację. W przypadku Frontier wykonano krok do przodu, inwestując 1,8 miliarda dolarów w udoskonalenie 15-letniego kodu HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code), co pozwoliło na objęcie miliardów lat ekspansji wszechświata i uwzględnienie zaawansowanych zjawisk fizycznych.

Bronson Messer z Oak Ridge National Laboratory zaznacza, że symulacja przeprowadzona przez fakt, że ukazuje niezwykły realizm fizyczny, staje się nowym standardem w świecie symulacji komputerowych.

Jednak Frontier, mimo że zapisał się na kartach historii nauki, nie jest już najszybszym superkomputerem na świecie. Został wyprzedzony przez El Capitan – maszynę zdolną standardowo do 1,742 kwintyliona obliczeń na sekundę, a maksymalnie nawet 2,79 kwintyliona. To pokazuje, jak szybko rozwija się technologia obliczeniowa, a my jesteśmy bardziej gotowi na odkrycia, jakie przyniesie przyszłość w badaniach kosmicznych.