우주여행, 이제 시뮬레이션으로 하세요!

안녕하세요? 오늘은 사이언스 데일리(Science Daily)에 실린 따끈따끈한 우주 관련 뉴스를 가지고 와 봤습니다. 실지로 인류가 우주여행을 언제부터 할 수 있을지는 아무도 확신할 수 없지만 뛰어난 과학자들이 모여 시뮬레이션으로 우리의 우주를 구현해 냈다고 합니다. 과연 내용이 어떨지 살펴보도록 하겠습니다.

 

"온 세상"을 탐험하게 해준다고 약속하는 온라인 게임은 잊어버리세요.
어느 국제 연구팀이 완전한 가상 우주를 개발하고 누구든 클라우드에서 무료로 탐험할 수 있도록 했습니다.

우주((Uchuu: 우주공간을 의미하는 일본어)라고 불리는 이 시뮬레이션은 현재까지 가장 크고 가장 현실적인 우주 시뮬레이션입니다. 이는 전례없는 963억 광년 거리에 21조 개의 분자가 들어있는 가상의 컴퓨터 큐브 공간으로 실제 거리와 비교하자면, 지구와 관측 가능한 가장 멀리 있는 은하와의 거리의 약 4분의 3에 해당한다고 합니다. 우주(Uchuu)는 우리로 하여금 이제껏 상상할 수도 없었던 수준의 크기와 디테일로 우리 우주의 진화과정을 연구할 수 있도록 해줄 것입니다. 

 

우주(Uchuu)는 은하의 구성 뿐 아니라 전체 우주 자체의 운명을 결정짓는 미스터리한 블랙홀 같은 우리 우주의 대규모 구조에 초점을 맞추었습니다. 이 시뮬레이션의 스케일은 우리 우주에서 가장 큰 은하단으로부터 가장 작은 은하까지 아우르는 구조입니다. 아직 개별 항성이나 행성까지는 구현하지 못하므로 이 우주 시뮬레이션에서 외계 문명을 찾으려는 기대는 하지 않는 게 좋습니다. 그러나 이 우주 시뮬레이션이 다른 가상세계와 비교했을 때 뛰어난 점은 시간 영역입니다.  우주(Uchuu)는 빅뱅에서부터 현재까지 약 138억 년에 이르는 거의 모든 우주의 역사에 걸쳐 물질의 진화과정을 시뮬레이션합니다. 이것은 지구의 바다에서 최초로 생명체가 나타난 이후로 약 30배가 넘는 시간입니다. 

 

안달루시아 천체물리학 연구소(IAA-CSIC)의 박사과정 학생이며 우리 우주의 규모를 연구하는데 이 우주 시뮬레이션을 사용하고 있는 줄리아 이리자(Julia F. Ereza)는 이 시간 영역의 중요성을 아래와 같이 설명하고 있습니다.

"우주(Uchuu)는 타임머신과 같습니다. 시간적으로 앞으로도 뒤로도 멈추는 것도 가능합니다. 또 한 은하를 확대하거나 아니면 축소해서 전체 은하단을 볼 수도 있습니다. 이 시뮬레이션은 우주의 초기 단계부터 현재까지 매순간 그리고 모든 장소에서 어떤 일이 일어나고 있는지를 관찰할 수 있는 우주 탐구의 본질적인 도구가 될 것입니다."

 

일본, 스페인, 미국, 아르헨티나, 호주, 칠레, 프랑스, 그리고 이탈리아 등에서 온 국제적인 연구팀은 그동안 천문학 발전에 공헌해 왔던 아테루이 2(ATERUI 2) 라고 불리는 세계에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 시뮬레이션 우주(Uchuu)를 개발했습니다. 이 강력한 슈퍼 컴퓨터의 능력으로도 약 1년이 걸린 작업이었습니다. 우주(Uchuu)를 만드는 데 사용된 코드를 개발했던 일본 지바 대학의 조교수 토모야키 이시야마(Tomoaki Ishiyama)는 아래와 같이 말했습니다. 

"이 시뮬레이션을 개발하기 위해서는 슈퍼 컴퓨터로 2천만 시간이 소비되고 3페타 바이트(3백만 기가바이트)의 데이터, 즉 1천2백만 화소의 휴대폰으로 찍은 894,784,853개의 사진과 맞먹는 양의 데이터가 들어갔습니다. 또한 슈퍼 컴퓨터에서 온전히 매달 48시간 동안 40,200 프로세서(CPU 코어) 전체를 사용했습니다."

 

이제 여러분들은 이 우주 시뮬레이션을 다운로드하는데 걸리는 시간을 걱정하기 시작할텐데요, 연구팀은 고성능의 컴퓨터 테크닉을 사용하여 암흑물질의 진화와 형성에 대한 정보를 100 테라바이트(1억 기가바이트) 정도로 카탈로그로 압축하는 데 성공했습니다. 이 카탈로그는 안달루시아 천체물리학 연구소(IAA-CSIC)에 위치한 스컨6(skun6), 레드 아이리스(RedIRIS) 그룹, 갈리시안 슈퍼컴퓨팅 센터(CESGA)의 컴퓨터 기반시설 덕분에 누구나 클라우드에서 사용이 쉬운 포맷으로 구할 수 있습니다. 또한 가까운 미래에 가상의 우주 카탈로그와 중력렌즈 지도도 공개될 것입니다. 

 

우주(Uchuu)의 빅데이터 과학 자료들은 올해 안으로 수바루 텔레스코프와 ESA 유클리드 우주 미션 같은 기구들로부터 들어올 예정인 빅데이터 우주 조사 자료들을 어떻게 해석해야 할지에 대한 도움을 줄 것입니다. 

 

이 시뮬레이션은 현재 다운로드하거나 혹은 유튜브를 통해 소개영상을 보실 수 있습니다. 

 

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