한국과학기술정보연구원(KISTI) 김용휘 선임연구원과 서울대 김웅태 교수 연구팀은 구면좌표계에서 천체의 자체 중력을 빠르고 정확하게 계산하는 알고리즘을 개발했다고 17일 밝혔어요.
구면좌표계는 위도와 경도처럼 반지름과 각도를 이용해 위치를 표시하는 구(球) 모양의 좌표계예요. 별이나 행성처럼 둥근 천체의 움직임을 나타내기에 적합하죠.
중력 계산은 천체 물리학 시뮬레이션에서 핵심 과정이에요.
슈퍼컴퓨터의 계산 속도가 빨라지면, 같은 자원을 가지고도 더 넓은 우주 공간과 더 긴 시간 범위를 모사할 수 있어요. 이 계산은 행성이 어떻게 생기는지, 은하가 어떻게 진화하는지, 우주 초기 모습은 어땠는지를 연구하는 데 쓰인답니다.
지금까지는 한 방향으로만 빠르게 계산하거나, 모든 영역을 처음부터 끝까지 계산해야 해서 시간이 많이 걸렸어요.
연구팀은 큰 영역을 잘게 나누어 계산한 뒤 합치고, 계산한 결과를 재활용하는 방법을 함께 써서 불필요한 연산을 줄였어요. 덕분에 기존 방식보다 10배 이상 빠른 속도로 중력을 계산하면서도 오차를 0.1% 미만으로 줄이는 데 성공했어요.
이번에 만든 알고리즘은 내년 도입될 국가 슈퍼컴퓨터 6호기에도 바로 적용할 수 있을 거라고 해요.
김웅태 교수는 “구면좌표계에서 중력을 계산할 때는 정확도와 속도 사이에 항상 모순이 있었는데, 이번 연구로 그 문제를 크게 줄일 수 있었다. 앞으로 슈퍼컴퓨터를 활용해 행성과 은하의 탄생을 더 빠르고 정밀하게 모사할 수 있을 것”이라고 말했어요.
최성훈 기자 csh87@etnews.com