Maj 2019

W USA pracują nad najszybszym superkomputerem świata

Departament Energii Stanów Zjednoczonych ogłosił prace nad nowym superkomputerem o rekordowej mocy obliczeniowej. Maszyna zostanie wybudowana najpóźniej w 2021 roku i będzie oficjalnie najszybszym superkomputerem na świecie.

 

Przyszły superkomputer, który otrzymał nazwę Frontier, będzie efektem współpracy przedsiębiorstwa AMD i firmy Cray Inc. Nowe urządzenie będzie posiadało moc obliczeniową na poziomie ponad 1,5 eksaflopsa i pozwoli wykonywać zaawansowane obliczenia między innymi w badaniach jądrowych i klimatycznych. Superkomputer Frontier zostanie przekazany naukowcom z Oak Ridge National Laboratory w stanie Tennessee.

 

Gdy prace nad tym projektem dobiegną końca, Frontier będzie najbardziej zaawansowanym superkomputerem eksaskalowym na świecie. Maszyna będzie miała aż 24 miliony razy większą przepustowość od przeciętnego domowego łącza internetowego i będzie potrafiła przetwarzać dane na poziomie 100 tysięcy filmów w jakości HD na sekundę.

W tym samym czasie, w Stanach Zjednoczonych trwają prace nad kolejnym superkomputerem o nazwie Aurora, który powstaje dzięki współpracy firmy Intel i Cray Inc. Będzie to prawdopodobnie pierwszy gotowy amerykański superkomputer eksaskalowy, a Frontier zostanie uruchomiony nieco później i będzie posiadał większą moc obliczeniową od Aurory.

 

Warto dodać, że aktualnie najpotężniejszym superkomputerem świata jest Summit – amerykańska maszyna o mocy obliczeniowej 200 petaflopsów, która została wyprodukowana przez firmę IBM i Oak Ridge National Laboratory. Summit zdecydowanie wyprzedził pod względem specyfikacji chiński superkomputer Sunway TaihuLight, którego teoretyczna moc obliczeniowa wynosi 125 petaflopsów. Jednak Chiny zamierzają uruchomić swój własny superkomputer eksaskalowy najpóźniej w 2020 roku i będzie to pierwsza tego typu gotowa maszyna na świecie.

 


Naukowcy stworzyli "odwrotne panele słoneczne" pozyskujące energię z utraty ciepła

Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda opracowali urządzenie, które może wykorzystywać utratę ciepła do tworzenia energii elektrycznej. Eksperymentalne urządzenie działa na zasadzie podobnej do paneli słonecznych, jednak zamiast promieni słonecznych wykorzystuje przepływ ciepła.

Jak podano w artykule zamieszczonym w Applied Physics Letters, system wykorzystuje efekt negatywnego oświetlenia. Półprzewodnik na podczerwień wytwarza energię elektryczną, gdy ciepło przepływa z powierzchni urządzenia.

„Ogrom wszechświata jest zasobem termodynamicznym.” – powiedział jeden z autorów badania, Shanhui Fan. – „Jeśli chodzi o fizykę optoelektroniczną, istnieje naprawdę bardzo piękna symetria między pozyskiwaniem promieniowania przychodzącego a pozyskiwaniem promieniowania wychodzącego”.

Istnieje duża różnica temperatur między Ziemią a przestrzenią kosmiczną. Nawet w najzimniejszych lokalizacjach naszej planety nadal występuje różnica co najmniej 200 °C. Problemem jest jednak bariera technologiczna. Obecnie urządzenie jest w stanie wytworzyć niewielkie ilości prądu – 64 nanowaty na metr kwadratowy.

„Ilość mocy, jaką możemy wygenerować w tym eksperymencie, jest obecnie znacznie niższa od teoretycznego limitu.” – wyjaśnił główny autor Masashi Ono.

Oczekuje się, że teoretyczne ograniczenie urządzenia wyniesie 4 waty na metr kwadratowy, czyli około 1 milion razy więcej niż w pierwszych eksperymentach. Mimo gigantycznego skoku w ilości pozyskiwanej energii, nadal jest to o wiele mniej, niż są w stanie wyprodukować panele słoneczne.

 

Mimo to, badania pokazują, że pozyskiwanie energii w ten sposób jest możliwe, a żadne inne urządzenie optoelektroniczne nie jest w stanie wytworzyć elektryczności w ten sposób.

 

Zespół naukowców planuje kontynuować prace nad urządzeniem i usprawnić jego działanie. Nowatorski projekt może zrewolucjonizować pozyskiwanie energii w kosmosie i pozwolić na „recykling” ciepła oddawanego przez promy kosmiczne.

 

 


Wykryto potencjalny sygnał fal grawitacyjnych, powstałych po kolizji czarnej dziury z gwiazdą neutronową

Astronomowie prawdopodobnie odkryli kolejny sygnał fal grawitacyjnych. W przeszłości wykrywano już fale, które powstawały po kolizji dwóch czarnych dziur lub dwóch gwiazd neutronowych. Tym razem namierzono pierwszy w historii sygnał, który mógł powstać w wyniku zderzenia czarnej dziury z gwiazdą neutronową.

 

26 kwietnia, naukowcy pracujący przy detektorach LIGO i Virgo wykryli „zmarszczki czasoprzestrzeni”, które powstały po nieznanej potężnej kolizji. Badacze wciąż sprawdzają dane, aby potwierdzić swoje przypuszczenia, lecz wstępne analizy wskazują, że detektory mogły namierzyć fale grawitacyjne, powstałe w wyniku kolizji czarnej dziury z gwiazdą neutronową.

 

Zdarzenie to praktycznie nie różni się od kolizji dwóch czarnych dziur czy dwóch gwiazd neutronowych. Dwa ciała niebieskie wirują wokół siebie i zbliżają się do siebie, aż następuje kolizja. Jeśli naukowcy potwierdzą swoje przypuszczenia, zdobędziemy pierwszy dowód na istnienie układów binarnych, składających się z czarnej dziury i gwiazdy neutronowej.

Źródło: Caltech/JPL

Zdarzenie z 26 kwietnia otrzymało tymczasową nazwę S190426c. Badacze oszacowali, że kolizja mogła wystąpić około 1,2 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Odkrycia tego typu poszerzają naszą wiedzę w zakresie astronomii fal grawitacyjnych.

 

Od 1 kwietnia, detektory LIGO i Virgo prowadzą trzecią rundę obserwacyjną. Naukowcy wznowili prace po przerwie modernizacyjnej, dzięki której trzy instrumenty badawcze, które razem tworzą sieć obserwacyjną, zwiększyły swoją czułość odpowiednio o około 40% i 100%.

 


Najnowsze pomiary wskazują, że Wszechświat rozszerza się szybciej, niż przypuszczano

Astronomowie dokonali pomiaru tempa ekspansji Wszechświata. Jednak najnowszy wynik znów pokazuje nam, że kosmos rozszerza się znacznie szybciej, niż powinien w oparciu o warunki, jakie powstały tuż po Wielkim Wybuchu.

 

Ustalenie stałej Hubble'a, czyli szybkości ekspansji Wszechświata, pozostaje dla naukowców sporym wyzwaniem. Według danych satelity Planck, który mierzył mikrofalowe promieniowanie tła, stała Hubble'a powinna wynosić 67,4 km/s na megaparsek z mniej niż 1% niepewności.

 

Stałą Hubble'a można obliczyć na wiele sposobów. Kiedyś, Edwin Hubble obserwował tzw. przesunięcie dopplerowskie oddalających się mgławic, czyli zmiany długości fal światła w miarę oddalania się obiektu. Jednak dziś mamy do dyspozycji bardziej precyzyjne metody.

 

Współcześnie, obliczenia często opierają się o świece standardowe, takie jak gwiazdy zmienne – cefeidy. Poznanie jasności tych gwiazd pozwala na dokładne obliczenie odległości. Przykładowo w 2018 roku, obliczenia dokonane na cefeidzie dostarczyły nam danych, z których wynika, że tempo ekspansji Wszechświata jest na poziomie 73,5 km/s na megaparsek. Pomiar ten zmniejszył prawdopodobieństwo wystąpienia błędu do 1 do 3000. Teraz dokonano kolejnych pomiarów, które jeszcze bardziej zmniejszyły ryzyko błędu.

Badania przeprowadzone z pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, które skupiały się na ustaleniu jasności 70 cefeid w Wielkim Obłoku Magellana, pozwoliły określić nową stałą Hubble'a. Wynosi ona 74,03 km/s na megaparsek – to około 9% szybciej niż szacunki oparte o dane satelity Planck. Jednocześnie szansa, że taka rozbieżność mogłaby być błędem, spadła do 1 na 100 000.

 

Naukowcy wciąż nie rozumieją, dlaczego po raz kolejny otrzymali wynik, który tak bardzo różni się od szacunków, wynikających z pomiaru mikrofalowego promieniowania tła. Zagadki tej wciąż nie udało się rozwiązać, dlatego badacze zamierzają przeprowadzać kolejne pomiary, aby przynajmniej mieć pewność, że zostały one wykonane w sposób prawidłowy. Jednak naukowcy zdają sobie sprawę z tego, że rozwiązanie zagadki ze stałą Hubble'a być może będzie wymagało nowej fizyki.