Sintesi del progetto
Gravity ha sviluppato un codice avanzato per modellare i sistemi astronomici che danno origine agli effetti di lente gravitazionale forte, con particolare riferimento agli ammassi di galassie che producono centinaia di immagini multiple e archi estesi. Questi sistemi sono fondamentali per ricostruire la distribuzione di massa, visibile e oscura, e per ottenere vincoli cosmologici basati sull’ingrandimento e sulla distorsione imposti dalla lente. Il progetto introduce un approccio computazionale altamente efficiente, capace di superare di circa un ordine di grandezza le prestazioni dei codici allo stato dell’arte.
Obiettivi
Velocizzare l’inferenza dei parametri dei modelli di lente gravitazione attraverso un software scalabile, sfruttando architetture multi-CPU e GPU. Fornire uno strumento robusto da applicare alle immagini acquisite dai telescopi spaziali Hubble, Euclid e James Webb. Migliorare la precisione dei modelli che descrivono la distribuzione di materia in ammassi complessi.
Problemi e necessità
La modellazione accurata degli ammassi richiede l’analisi di sistemi con numerosi vincoli osservativi. I metodi tradizionali risultano troppo lenti per gestire dataset moderni, limitando la possibilità di esplorare in maniera completa l’ampio spazio dei parametri. Servono strumenti capaci di sfruttare pienamente l’HPC e le GPU.
Soluzioni sviluppate
Il codice è stato interamente realizzato nel linguaggio di programmazione Julia, includendo programmi di controllo (kernel) GPU per le operazioni critiche. È stato testato su diverse scale tramite parametri di riferimento (benchmark) e software dedicato (Unit-test) fino alla validazione su calcoli completi.
Benefici e ricadute
Gravity permette analisi più rapide e accurate dei sistemi che generano gli effetti di lente gravitazione, favorendo studi su materia oscura e cosmologia. Le competenze acquisite nel progetto – GPU programming, parallelizzazione, Bayesian inference – sono trasferibili ad altri settori scientifici e tecnologici che richiedono modelli complessi e calcolo intensivo.
Settori che possono beneficiare
Oltre al dominio Spazio, le soluzioni sviluppate sono rilevanti per le Nuove Tecnologie, il Software, l’Intelligenza Artificiale e la Ricerca Fondamentale, soprattutto per applicazioni che richiedono simulazioni fisiche, modellazione avanzata e uso intensivo di HPC.
