Una spaziale macchina... del tempo

Milano – La simbiosi fra telescopi e supercomputer di nuova generazione permetterà agli astronomi di gettare lo sguardo nel passato di 13 miliardi di anni fa e di osservare, grazie all’enorme distanza che separa la Terra dagli spazi siderali osservati, la nascita delle prime stelle e galassie formatesi subito dopo l’origine dell’Universo.

Il progetto, portato avanti dall’organizzazione astronomica olandese
ASTRON , si avvarrà di un supercomputer Blue Gene/L prodotto, entro la metà del 2005, da IBM . Il “cervellone” avrà il compito di elaborare ed archiviare la grande mole di dati raccolti dalla rete di “telescopi software” LOFAR (Low Frequency Array). Un consorzio di università, istituti di ricerca e aziende intende svolgere programmi di ricerca con questo telescopio non appena sarà dato il via alla sua fase operativa, prevista dal 2006.

“Le scoperte astronomiche vanno di pari passo con l’innovazione tecnologica”, ha dichiarato Harvey Butcher, direttore di ASTRON. “Insieme ai ricercatori di IBM contiamo di imparare a progettare una nuova generazione di radiotelescopi capaci di rivelare i segreti dell’Universo appena formatosi. Esistono però anche altre opportunità, e siamo convinti che questa collaborazione indicherà la strada verso un’ampia gamma di applicazioni correlate con la geofisica”.

A differenza degli attuali osservatori che impiegano grandi specchi ottici o
antenne paraboliche per puntare lo sguardo verso galassie distanti, ASTRON farà leva su 10.000 semplici antenne radio dislocate nei Paesi Bassi settentrionali e nel Land tedesco della Bassa Sassonia guidandole mediante calcoli ad alta velocità.

Il supercomputer Blue Gene/L che elaborerà tali dati avrà una potenza di picco superiore ai 32 teraflops, dunque di poco inferiore a quella dell’attuale sistema di calcolo più veloce al mondo, e sarà composto da più di 12.000 processori PowerPC.

La famiglia di supercomputer Blue Gene è stata progettata da IBM in collaborazione con l’Advanced Simulation and Computing
(ASC) dell’ente statunitense National Nuclear Security Administration
(NNSA) per soddisfare richieste di calcolo particolarmente intensive e, nel contempo, contenere dimensioni e consumi energetici. Adotta il sistema operativo Linux e le tecnologie IBM nel campo dell’ autonomic computing : come noto, questa branca della ricerca informatica ha l’obiettivo di rendere i computer sempre meno dipendenti dall’uomo e in grado di autoripararsi, autoamministrarsi e autoconfigurarsi.

Il sistema LOFAR, che funziona come una gigantesca “macchina del tempo”, capterà le onde radio che mostrano l’aspetto dell’Universo com’era 13 miliardi di anni fa all’epoca della sua ricombinazione dal plasma caldo ionizzato del Big Bang in normale idrogeno. Mappe dettagliate mostreranno come l’Universo si è condensato nelle sue prime stelle e galassie.

I radiotelescopi tradizionali combinano i segnali elettronici raccolti da enormi parabole mobili che risultano estremamente costose da costruire e comunque troppo piccole per mettere a fuoco le elevate lunghezze d’onda necessarie per osservare la formazione delle galassie.

Il sistema LOFAR è completamente differente: i rilievi radio verranno infatti completati mediante un array di “economiche” antenne omnidirezionali a forma di piramide cava, ciascuna realizzata con stecche di metallo. Queste antenne convertiranno le radioonde in deboli correnti elettroniche le quali, a loro volta, saranno trasformate in segnali digitali – semplici numeri – e quindi trasportate attraverso cavi in fibra ottica verso il supercomputer IBM Blue Gene/L: qui un apposito software elaborerà questi numeri per emulare un tradizionale radiotelescopio.

In poche parole, il sistema LOFAR è composto da un gran numero di radio FM combinate dal supercomputer Blue Gene/L in un unico telescopio. Il progetto della rete LOFAR è stato messo a punto da ASTRON in collaborazione con gruppi di ricerca del MIT e del Naval Research Laboratory statunitense.

“Il nostro obiettivo è quello di arrivare così lontano da rilevare i segnali radio emessi immediatamente dopo il Big Bang per osservare i primi oggetti in assoluto dello spazio profondo, nonché comprendere meglio le tempeste magnetiche che si verificano sul Sole, il vento solare e il loro effetto sul clima terrestre”, ha detto Butcher.