La tecnologia al servizio dell’astronomia: alla scoperta delle origini dell’universo

Gli scienziati, grazie a questo progetto rivoluzionario, osserveranno la nascita delle prime stelle e delle prime galassie venutesi a formare dopo l’origine dell’Universo stesso, il cosiddetto Big Bang.

Il sistema Blue Gene/L sarà completato per la metà del 2005: da quel momento metterà a disposizione la flessibilità e l’ineguagliata velocità di cui ASTRON ha bisogno per raccogliere e analizzare le informazioni acquisite dalla rete di “telescopi software” LOFAR (Low Frequency Array).

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

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 rilievi radio verranno poi completati mediante un array di 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). Questi numeri saranno inviati, attraverso cavi in fibra ottica, al supercomputer IBM Blue Gene/L, qui un apposito software li sommerà e moltiplicherà emulando un tradizionale radiotelescopio.

“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 affermato Butcher.

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.

Un team di ricercatori e progettisti IBM collaborerà con gli scienziati ASTRON per sviluppando un sistema capace di elaborare enormi quantità di dati in tempo reale. Il supercomputer Blue Gene/L è una macchina compatta a basso consumo in grado di ricevere ogni secondo 320 Gigabit di nuovi dati e, contemporaneamente, svolgere 10 trilioni di operazioni aritmetiche. Il “cervello” del sistema è composto da più di 12.000 microprocessori PowerPC.

Questo nuovo metodo combina un’incredibile potenza di calcolo e capacità di streaming di dati in tempo reale per filtrare il rumore radio generato dall’uomo e le distorsioni causate dagli strati alti dell’atmosfera permettendo agli scienziati di osservare più lontano e più chiaramente di quanto sia mai stato possibile finora.