ASTRIDが135億年のブラックホール・銀河進化を追跡

宇宙の誕生から現在まで135億年間にわたる黒い穴と銀河の進化を、スーパーコンピュータで追跡する大規模シミュレーション「ASTRID」が完成した。Carnegie Mellon University（カーネギーメロン大学）の研究チームが発表したこのシミュレーションは、宇宙初期の謎解きと今後の観測予測に道を開くものと考えられる。

ASTRIDは、テキサス州の高度計算センターに設置されたFronteraスーパーコンピュータで実行された。1660億個の粒子の運動と相互作用を追跡する計算は、重力と流体力学の複雑な物理相互作用を各タイムステップで解く必要があり、膨大な計算量を要する。各シミュレーションのスナップショット1つで30テラバイトに及ぶデータが生成され、センター内のアーカイブシステムで保存・管理された。研究チームは宇宙初期（z＝99）から現在（z＝0）までの進化過程を815百万光年の広がりを持つシミュレーション空間に再現し、黒い穴と銀河の成長過程を高い分解能で捉えることに成功した。

このシミュレーション結果の価値は、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の最新観測と組み合わさることで一層高まる。JWST の観測から、宇宙初期に想定されていたよりもはるかに多くの巨大黒い穴が存在したことが明らかになりつつあり、これまでの理論では説明しきれない現象が浮かび上がっている。ASTRIDシミュレーションは、高い分解能と物理的現実性を持って宇宙の進化を再現できるため、これらの観測的謎を解く手がかりになりうる。また、黒い穴の合体により生じる重力波の検出予測にも応用される見通しがあり、2035年の打ち上げ予定であるレーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）などの次世代観測施設の運用計画にも情報を提供する可能性がある。

日本の製造業・部品サプライヤーにとっても、このような大規模科学シミュレーションの進展は関わりが深い。スーパーコンピュータの構成要素、特に高性能プロセッサやメモリシステム、冷却装置などの部品需要が今後も伸びると考えられる。さらに、ペタバイト規模のデータを効率的に保存・処理するためのストレージシステムや、計算結果を高速に転送するための通信ネットワーク機器も、科学計算インフラの拡大とともに必要とされる。こうした高度な計算基盤の構築と運用は、宇宙科学の先端的な謎解きを可能にするとともに、計算機産業全体の技術革新を牽引する要素となっている。

※ 内容の紹介はここまでです。続きは元記事をご覧ください。