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19/9/10 - DJ:

El arte de simular el universo

T.E.L: 4 min. 7 seg.


Se anunció la realización de una simulación computacional 3D para entender los mecanismos que disparan los eventos supernova. Antes, este año se había realizado otra y existen grandes simulaciones cosmológicas. Hay también un trabajo que reúne física y arte, sin disimulo.
el arte de simular


Todas las cosas siguen en movimiento continuo,
del infinito vienen las partículas,
acelerando de arriba, abajo, en una danza sin fin

Lucrecio, De Rerum Natura, 70AC


El nuevo trabajo fue realizado por un equipo de Berkeley y Princeton, liderado por Dr. Jason Nordhaus.
El estudio figura en el número de septiembre de Astrophysical Journal y precisó de 4 millones de horas de proceso de computador en NERSC (el centro de computación) en un sistema Cray XT4 "Franklin".
Las simulaciones se corrieron usando un código llamado CASTRO, desarrollado por dos de los autores del artículo.

Es posible ver algunas imágenes de la simulación:
Imagen 1:
Los colores muestran diferencias en los valores de entropía. En esta toma, la estrella está explotando y la onda se propaga.
Imagen 1


Imagen 2:
Una serie del desarrollo y expansión del evento supernova. La parte púrpura/violeta es un isocontorno de entropía y la parte azul-verdosa un isocontorno de densidad.
Imagen 2


Imagen 3:
En los paneles se comparan mapas de entropía de dos simulaciones, con diferentes dimensiones. Los paneles de arriba corresponden a 1D (izq.) y 2D (der.)
Los paneles de abajo son de 2D (izq.) y 3D (der.)

Imagen 3


Hay un video disponible en Princeton.

Antecedentes
En mayo, un equipo de Max Planck proclamó lo mismo: una simulación tridimensional de supernova.
Leer el detalle en Universo a la vista.

También entonces se publicaron imágenes y videos al respecto:
Imagen 1B:
Simulación tridimensional de unos 0,5 segundos después del rebote del núcleo. La superficie azulada, casi transparente es el frente de choque con un radio promedio de 1900 km.
Imagen 1b


Imagen 2b:
Las imágenes muestran el rebote de la mezcla externa de determinados elementos en la explosión de la supernova desde dos direcciones diferentes de visualización: en los dos paneles superiores:350 segundos después del rebote del núcleo y después de 9000 segundos en los dos paneles inferiores. Las superficies designan los lugares radialmente más exteriores de carbono (verde), oxígeno (rojo) y níquel (azul) con una fracción de masa constante.
Imagen 2b


No se señala las horas de procesamiento ni el equipo usado, pero sí se indica la utilización del código PROMETHEUS, desarrollado por Bruce Fryxell y Ewald Müller (Fryxell et al.1991; Müller et al. 1991b,a).

Supernova explosion: Computer simulation up to 9000 seconds

http://www.youtube.com/watch?v=8YFov4qOByA


Nota de prensa original de MPA.

SN1987 A
En agosto de este año se divulgó la obtención de una visión tridimensional del famoso evento SN 1987 A en la Gran Nube de Magallanes.
En la nota de prensa pueden verse imágenes y videos también. No se trata en este caso de una simulación, sino de imágenes con las que se pudo "reconstruir" una visión 3D.
http://www.eso.org/public/spain/news/eso1032/

Ver video en Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=37BSGdws84M

OTRAS SIMULACIONES
Otras simulaciones de este tipo de eventos se realizaron antes, pero el advenimiento de computadoras (clusters) más poderosos permitieron sólo recientemente correr modelos con mucho requerimiento computacional.
Se han realizado simulaciones usando Argonne Blue Gene/P por el Centro Flash de la Universidad de Chicago. Por ejemplo:


Diferencias
Las diferentes simulaciones tienen sentido ya que se enfocan a distintos aspectos, utilizan diferentes códigos y parámetros y pueden llegar, sin embargo, a conclusiones no muy distintas, pero aportar al mismo tiempo un conocimiento nuevo.

Los dos trabajos de este año podrían ser considerados complementarios, pero son muy diferentes. En el último (publicado, el primero mencionado aquí) se trata de comparar simulaciones en una, dos y tres dimensiones. Lo que hallan es que con iguales parámetros, en los modelos 3D los eventos ocurren más rápido.

Es llamativo (o quizás estoy mirando mal), pero en este último paper no se menciona el anterior, el de Garching, aunque sí se mencionan investigaciones anteriores de H.T.Janka, uno de sus autores.

En la investigación anterior, de principios de este año, se realiza una simulación 3D de un evento supernova de una azul supergigante de 15,5 masas solares. También señalan que, en comparación con modelos 2D, el evento ocurre más rápidamente. Indican que sus resultados podrían ser compatibles con SN 1987 A, aunque son precavidos al respecto y señalan mayores estudios para llegar a esa conclusión. Esto es porque la progenitora y los parámetros utilizados no concuerdan con aquel evento, por lo que establecer una comparación no sería indicado.

Gravitas: el arte de la simulación
Gravitas
Estas simulaciones tan demandantes desde todo punto de vista, junto con las grandes simulaciones cosmológicas como Millenium o ENZO abrieron todo un nuevo campo de estudio en la Computación de Alta Demanda, al punto tal de haber generado material artístico.

Me refiero a Gravitas. Es un DVD con imágenes y sonido con transformaciones galácticas realizadas en un superordenador por el astrónomo John Dubinski de la Universidad de Toronto.
Dubinski es un canadiense nacido en 1963 doctorado en la Universidad de Toronto que desde 1993 recibió becas y premios por simulaciones de galaxias.

Gravitas contiene animaciones realizadas por él junto con la música aportada por John Kameel Farah. Se presentan 9 animaciones computadas que nos muestran al universo como un lugar en constante movimiento, evolucionando y cambiando en complejidad a lo largo de miles de millones de años.

Video presentación de Gravitas de John Dubinski

Todo el DVD puede visualizarse libremente y/o descargarse como torrent desde la página web de Dubinski http://www.galaxydynamics.org/.
También tiene videos en YouTube y una galería de imágenes.

Los invito a descargar o visualizar Gravitas, una muestra más de la frontera entre el arte y la ciencia, una forma más de decir que el hombre es "el gran simulador".


Video de Gravitas: Capítulo "Cosmic Cruise"

http://www.youtube.com/watch?v=1xvCwVoJmRA



Fuentes y links relacionados



Sobre las imágenes

  • Imágenes 1, 2 y 3 de Jason Nordhaus y Adam Burrows, Princeton University.
  • Imágenes 2b y 3b de Max Planck Institute for Astrophysics.
  • Imágenes y videos de Gravitas de John Dubinski.


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2 comentarios:

  1. alejtropea09:38

    <span>Excelente, informativo e interesantísimo artículo + la cita de Lucrecio</span>

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  2. Gerardo Blanco11:50

    <span>Gracias Ale. La cita forma parte del DVD Gravitas, así que los méritos van para el creador de esa obra (y Lucrecio mismo!).</span>
    Recomiendo con énfasis descargar el DVD. El torrent creado por el propio autor contiene un archivo de imagen (img) de 2.5 GB. Es fácil quemar un archivo así al disco o a un DVD (por ej. con imgburn). Trae las animaciones musicalizadas (con auriculares es un sueño), también lo mismo pero comentado por el autor y la posibilidad de seleccionar escenas. Recuerdo algún otro DVD (creo que Hubble 15 años) con simulaciones de galaxias en interacción, pero el agregado de música y las varias escenas lo convierte en un material increíble.
    Salutte.

    ResponderEliminar

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