Giới thiên văn học vừa chứng kiến một bước nhảy vọt vĩ đại khi hai siêu máy tính Frontier và Aurora hợp lực để tái hiện quá trình "nuốt chửng" vật chất của lỗ đen với độ chính xác chưa từng có. Đây được xem là lời giải cho những bài toán hóc búa nhất về những gã khổng lồ của vũ trụ.
Với khả năng thực hiện một tỷ tỷ (quintillion) phép tính mỗi giây (công nghệ Exascale), các cỗ máy này đã giúp nhóm nghiên cứu loại bỏ hoàn toàn các phương pháp "đi đường tắt" trước đây. Kết quả là một mô hình mô phỏng sự bồi tụ của lỗ đen toàn diện và chi tiết nhất từng được công bố trên tạp chí danh tiếng The Astrophysical Journal.
Hai siêu máy tính Frontier và Aurora hợp lực để tái hiện quá trình "nuốt chửng" vật chất của lỗ đen.
Trước đây, do giới hạn về phần cứng, các mô hình cũ thường phải đơn giản hóa vấn đề bằng cách coi bức xạ như một dạng chất lỏng. Điều này sai lệch so với thực tế.
TS. Lizhong Zhang, tác giả chính của nghiên cứu, khẳng định: "Đây là thuật toán duy nhất hiện nay xử lý được bức xạ đúng như bản chất của nó trong Thuyết tương đối rộng. Chúng tôi đã 'quan sát' được các hệ thống này không phải qua kính thiên văn, mà qua máy tính với độ chân thực đáng kinh ngạc".
Mô hình mới đã tái hiện thành công cảnh tượng vật chất bị hút vào lỗ đen, tạo thành các đĩa xoáy siêu nóng (đĩa bồi tụ), sinh ra những cơn gió dữ dội và các tia phản lực mạnh mẽ – khớp hoàn toàn với các dữ liệu quan sát thực tế từ bầu trời.
Nghiên cứu lần này tập trung vào các lỗ đen khối lượng sao (nặng gấp khoảng 10 lần Mặt Trời). Khác với các siêu lỗ đen khổng lồ phải mất hàng triệu năm để thay đổi, loại lỗ đen này biến đổi cực nhanh theo giờ hoặc phút, khiến chúng trở thành đối tượng lý tưởng để kiểm chứng các mô hình vật lý.
Ảnh minh họa lỗ đen vũ trụ.
Giáo sư James Stone, đồng tác giả nghiên cứu, chia sẻ: "Dự án này là sự kết hợp độc đáo giữa toán học ứng dụng đỉnh cao và nguồn tài nguyên khổng lồ từ các siêu máy tính lớn nhất thế giới. Giờ đây, nhiệm vụ của chúng tôi là thấu hiểu tất cả những kiến thức khoa học vừa được mở ra từ cánh cửa này".
Thành tựu này không chỉ giúp nhân loại hiểu rõ hơn về cách lỗ đen "ăn" vật chất, mà còn mở ra kỷ nguyên mới nơi máy tính có thể mô phỏng vũ trụ chính xác như đời thực.
