又到中秋月圓時。“但愿人長久,千里共嬋娟”、“舉頭望明月,低頭思故鄉(xiāng)”、“白兔搗藥秋復春,嫦娥孤棲與誰鄰”……古往今來,神秘遙遠的月亮不僅寄托著人們的情感,也引發(fā)了好奇和遐想。對于很多的天文愛好者來說,一年一度的中秋無疑是賞月最佳時間。
 

月亮的真面目到底是怎樣的?宇宙到底是如何形成的?這些問題一直吸引著人們探索宇宙星空大海,也推動著天文技術(shù)的快速發(fā)展。在宇宙天文領域,高性能計算已經(jīng)成為不可或缺的工具。下面,就讓我們一起嘗試中秋賞月的高級姿勢。
 

虛擬天文臺:全面了解月亮及宇宙奧秘
 

浩瀚的宇宙總是讓人感到神秘莫測,激發(fā)了無數(shù)科學家的探索夢想,在這種情況下,科學家們屢次實驗發(fā)射衛(wèi)星和建設天文臺,以滿足自身對宇宙未知世界的探索需求。在國家天文臺,浪潮設計構(gòu)建的超級計算機正在服務于中國虛擬天文臺。
 

虛擬天文臺(Virtual Observatory,簡稱VO)由虛擬的數(shù)字天空、天文望遠鏡和探測設備所組成,利用伽馬射線、X射線、紅外線、紫外線和光學巡天所得到的觀測數(shù)據(jù),用適當?shù)姆椒▽��?shù)據(jù)進行統(tǒng)一規(guī)范的整理、歸檔,構(gòu)成一個全波段的數(shù)字虛擬天空。在這里,你可以了解月亮與宇宙更多的奧秘。
 

天宮二號空間站:在距地面393公里處賞月
 

天宮二號空間實驗室,是中國自主研發(fā)的第二個空間實驗室,位于距地面393公里的軌道高度,這里賞月無疑是奇妙的。
 

“伽馬暴偏振探測(POLAR)”是中國和瑞士開展的國際合作項目。該項目是中國空間天文“黑洞探針”計劃的組成部分,借助天宮二號攜帶的國際首個專用的高靈敏度伽馬射線暴偏振測量儀器,以黑洞等極端天體作為恒星和星系演化的探針,理解宇宙極端物理過程和規(guī)律,解答宇宙組成和演化。
 

用世界最大綜合孔徑射電望遠鏡探索深空宇宙
 

目前天文觀測中分辨率最高的觀測手段是甚長基線干涉測量(VLBI)。VLBI是一種射電天文學測量方法,它允許用多個射電望遠鏡同時觀測一個天體,從而模擬一個大小相當于望遠鏡間最大間隔距離的巨型望遠鏡,在嫦娥系列衛(wèi)星“奔月”之路上立下了汗馬功勞。如果利用VLBI技術(shù),將更多的射電望遠鏡“連接”起來,是否就可以組成一個更大規(guī)模的“超級望遠鏡”,探索更多的宇宙奧秘?事實上,超過20個國家的約100個組織正在將這一設想付諸實踐,這項國際大科學工程就是平方公里陣列射電望遠鏡(Square Kilometre Array,簡稱SKA)。
 

SKA是國際天文界計劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠鏡,其接收面積達一平方公里,比目前最大厘米波綜合孔徑望遠鏡JVLA靈敏度提高50 倍、搜尋速度提高10000 倍。SKA最終將建設上千面反射面天線和一百多萬個低頻天線,所有這些望遠鏡被等效為一個反射面積高達1平方公里的超大望遠鏡。天文學家能夠利用它觀察整個天空,并監(jiān)測天空中從未有過的細節(jié)。月亮當然也不在話下。
 

國際天文合作項目的興起,與天文望遠鏡技術(shù)的快速發(fā)展息息相關。主動光學技術(shù)、自適應光學技術(shù)、光干涉技術(shù)、薄鏡面拼接等新技術(shù)的出現(xiàn),使得天文學的數(shù)據(jù)收集能力在過去十多年中,以類似摩爾定律的速度快速增長——光學望遠鏡的接收面積每二十五年增長一倍,而天文探測儀器上裝備的CCD像素數(shù)更是每兩年即可增長一倍。同時,天文觀測也逐漸進入多波段時代,從射電到紅外、光學和紫外,從X射線到伽馬射線,各種波段的觀測數(shù)據(jù)使得天文學家可以對天體有更全面的理解。巨大的數(shù)據(jù)產(chǎn)出讓天文學家們第一次覺得數(shù)據(jù)多得用不了,高性能計算逐漸承擔起數(shù)據(jù)計算分析和傳輸?shù)闹厝巍?br />  

結(jié)合多年高性能計算領域的深刻理解和技術(shù)創(chuàng)新,浪潮分別參與了中國虛擬天文臺、中科院空間科學與應用研究中心以及SKA國際大科學工程等項目,以高性能計算技術(shù)助力中國和全球科學家在宇宙探測領域的科研工作。借助高性能計算在天文研究中的應用,也許在不久的將來,人們在中秋節(jié)不僅可以賞月、品嘗月餅,還可以到月球和太空旅行。

標簽： 高性能 

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