우주의 가장 오래되고 가장 멀리 있는 은하는 인류의 미래에 대한 단서를 안고 있을지도 모릅니다. 하지만 엔비디아의 GPU가 없었다면 과학자들은 세상에서 가장 큰 망원경으로도 이들 은하를 명확하게 관찰할 수 없었을 것입니다.
E-ELT로 불리는 유럽 초대형 망원경(European-Extremely Large Telescope)는 지난 30년간 지구에 경이로운 사진을 송출해온 허블 망원경 보다 15배 가량 높은 해상도를 자랑하는데요. E-ELT는 칠레의 아마조네스산 정상에 설치되어 2024년부터 가동될 계획입니다. 허블 망원경보다 집광력이 200백 더 뛰어난 E-ELT는 과학자들이 머나먼 은하를 관측하고 더 세밀한 우주 연구가 가능하도록 앞을 밝혀 줄 전망입니다.
데미안 라타도어(Damien Gratadour) 파리 7대학 교수 겸 파리 천문대 산하 우주연구 및 천체 물리 계측 연구소(LESIA) 연구 과학자는 이번 주 개최된 GTC (GPU Technology Conference) 에서 “E-ELT는 우주의 기원을 알려주고, 어떻게 은하가 진화해왔는지 이해를 돕고, 앞으로 은하계에 어떤 일이 생길지 예측이 가능하도록 해줄 것입니다”고 말했습니다.
외계에 중점을 두다
E-ELT는 광선의 요동 효과를 줄여 더 뛰어나고 균일한 영상 품질을 제공할 수 있도록 적응광학을 채택한 최초의 망원경입니다. 과학자들은 여름 날 도로 위 아지랑이 같은 빛의 요동 현상 때문에 깨끗하고 선명한 우주 이미지를 포착하는데 어려움을 겪습니다.
하템 레테프(Hatem Ltaief) 킹 압둘라 과학 기술 대학의 선임연구원은 “적응광학 없이E-ELT를 배치하는 것은 고속 주행이 가능한 스포츠카를 가지고 1단 기어로만 운전하는 것과 같습니다”라고 말합니다. 하템 레테프는 데미안 라타도어 교수와 함께 E-ELT를 연구 중입니다.
하템 레테프 연구원은 바로 이 부분에서 GPU가 중요하다고 말합니다.
몇 년 전 GTC를 계기로 만난 두 사람은 GPU 구동 시뮬레이션을 통해 E-ELT의 설정을 변경하면 어떻게 영상 품질이 달라지는지 연구하고 있습니다. 반사경 각도의 변화, 카메라 수 변경 등 여러 요인들이 영상의 품질을 개선시킬 수 있습니다.
데미안 라타도어 교수는 “과학적 산출물과 비용 사이의 최고의 절충점을 찾고 있습니다” 라고 말합니다.
단 몇 초 만에 얻는 은하 시뮬레이션 관측
하템 레테프 연구원과 데미안 라타도어 교수는 테슬라 P100 GPU와 테슬라 V100 GPU에 각각 기반을 둔 DGX-1 AI 슈퍼컴퓨터 두 대를 사용하여 여러 시뮬레이션을 병렬로 구현하여 실시간으로 조건을 변경해 보고 있습니다.
하템 레테프 연구원은 “DGX-1를 사용하면 단 몇 초 만에 여러 은하 관측을 시뮬레이션 할 수 있습니다”라고 말했습니다. “몇 년 전만 해도 며칠이 걸렸을 겁니다”
두 사람은 망원경 설정을 어떻게 변경할 때 이미지를 가장 효과적으로 개선시킬 수 있는지 보다 정확하게 예측하기 위해 딥 러닝을 사용할 계획입니다. 하지만 자신들의 계획을 구체적으로 밝히지는 않았는데요. 하템 레테프 연구원은 “내년 GTC에 꼭 참석해서 더 자세히 말씀 드리겠습니다”라고 말했습니다.
본 기사의 이미지는 유럽 남부 천문대, 킹 압둘라 과학 기술 대학(KAUST), 파리 관측대가 제공한 E-ELT의 일러스트레이션입니다.