大家好!我是芦有姬!
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来,试试看!

这两天在旁听美国主导的暗能量光谱巡天DESI的科学合作会议。感觉非常激动,但也压力山大。

DESI项目是美国能源部和国家科学基金作为主要资助方的国际科学合作项目,利用美国亚利桑那州基特峰天文台老当益壮的4米Mayall望远镜进行宇宙学光谱巡天。项目对这架老望远镜进行了全面的升级改造,装配了能同时用5000根光纤进行观测的光谱仪 (图二)。

这个项目的主要目标就写在名字里:暗能量。通过对大量宇宙深处星系的光谱观测,天文学家可以利用其光谱特征测量其红移 (相对于我们的退行速度),绘制三维宇宙地图,描绘宇宙膨胀的历史,从而探索暗能量的本质、起源、演化。

现在正在进行的会议是DESI项目正式开始观测后的第一次会议,有着与众不同的意义。

之所以说激动,是因为真切地看到了一架超级光谱望远镜疯狂的观测能力和科学前景:在一个完整的晴夜,DESI可以观测15万个目标。除了宇宙学之外,DESI还将观测很多近邻星系和银河系恒星,支持非常广泛的科学目标。即便疫情造成了很多问题,DESI项目的科学测试在过去一年里进行得还是比较顺利的。在这个叫做Science Verification的阶段里,DESI已经悄悄打破了很多记录,超过了之前的标志性宇宙学巡天SDSS/BOSS项目,成为了现有的最大高红移 (z>1) 星系数据库。。。

这是什么感觉?这就好比在一场世界级的举重锦标赛上,来了一名在赛前拿超过世界记录20公斤的成绩做热身的选手的感觉。。。在正式开始项目之前成为有史以来领域内最成功的项目,有一种“只要我按下电源键就是世界第一”的豪放。

如果你是观众,你当然会激动;但如果你也是选手,那压力也是难免的了。

天文学家有很多臭毛病,贪婪排第一。

宇宙天体这种盲盒数量之巨大,品类之丰盛,即便以DESI疯狂的观测能力也是远远不足以开启万分之一的。人类开始真的大批量获取天体光谱,其实也就是近20年的事情。地面天文观测还需要对大量更多样,更暗弱的天体进行更细致的反复观测,光谱观测能力是急缺的。日本主导的PFS项目将放置在8米昴星团望远镜上,明年估计可以开始测试;欧洲的4MOST改造了欧南台的4米VISTA巡天望远镜,也将进行新的巡天;等等等等,未来10-29年,世界上还将涌现出不少光谱巡天项目。。。

在这样一场浪潮中,我们如何不落后?是一个中国天文界需要回答的问题。国内在做光谱巡天上是有一定经验的。郭守敬望远镜的LAMOST巡天是目前世界上最大的低分辨恒星光谱来源,而中国科技大学团队最早为LAMOST开发的自动光纤定位系统更是现在世界上很多大型光谱巡天采用的定位系统的“鼻祖”。DESI在早期设计的时候,其实也很认真地“参考”了这个设计。。。只不过参考完了就没带我们玩。。。今天,国内很多天文学家都通过不同的形式加入了DESI合作,去做各种科学。但这种“寄人篱下”的合作毕竟不是我们真的想要的,也不能满足日益壮大的中国天文学术团地的需求。最终,路还是要自己走的。

可能很多人已经看到消息了,前不久,清华大学和青海政府开始合作,利用民营捐赠作为早期注资,开始了在青海冷湖台址建设一架6.5米口径的宽视场光谱巡天望远镜的项目。尽管还有很多课要补,但我们已经决定要拼一把,把北天下一代的光谱巡天项目带到中国西部苍凉而清澈的星空下。

还没有回国,已经为了这个项目损失了不少睡眠了。倒不是多忙,主要是真的觉得机会难得,不能辜负的期待很多,压力很大。希望几年之后能够看到这些努力都是值得的吧。

“我们已立意要用连绵不绝的精神,向天界探真理……向期望我们的人群中,有一些表示”

【新的人工智能超级计算机将帮助创造有史以来最大的宇宙3D地图】据了解,最新的超级计算机可能有助于解决一些天体物理学最重要的问题。VentureBeat的报道显示,国家能源研究科学计算中心(National Energy Research Scientific Computing Center)正式启用了被誉为人工智能最快超级计算机之一的Perlmutter,它将首先帮助建立有史以来最大的可见宇宙3D地图,研究加速宇宙膨胀的暗能量。

这台机器将处理来自暗能量光谱仪(DESI, Dark Energy Spectroscopic Instrument)的数据,以指导观测。Perlmutter 将处理来自给定夜晚研究的“数十个”星系曝光,以确定 DESI 下一步的目标。

正如AMD所指出的,Perlmutter的初始版本包括1536个节点,每个节点都有一个64核Epyc 7763处理器和四个NVIDIA A100 GPU。结果是系统在处理AI任务时具有近4 exaflops的性能(加上35 PB的存储空间),并显着减少了计算时间。NVIDIA声称,Perlmutter可以在“几天”而不是几周或几个月内处理一年的DESI信息。

第二阶段将于2021年晚些时候增加3072个纯CPU节点,每个节点都具有双Epyc 7763芯片。

不仅是地图,Perlmutter 还将研究原子相互作用以培育清洁能源技术,例如生物燃料。不过,该宇宙地图项目雄心勃勃,有助于说明超级计算机在处理真正的大规模工作方面取得了多大进展。

https://t.cn/A6Vkp6fc


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