太陽風是如何蹂躪著火星的大氣,以及它對地球可能帶來什麼影響

作者 Jamie Beckett

多數人認為星球是固定不變的實心物體,穩坐在廣袤的太陽系裡。

事實不然。從太陽流出的帶電粒子流「太陽風」以每小時高達百萬英哩的速度在太空中流竄著,襲擊著太陽系的各大星球。

科學家們現正使用 GPU 來揭開太陽風的奧秘,以及瞭解它們在太空中橫衝直撞時,如何與太陽系裡的星球及其它物體產生相互作用的情況。進一步掌握星球演變的腳步,或許還能一窺地球未來的面貌。

在聖荷西市舉行之 GPU 科技大會的一場座談會上,加州大學柏克萊分校太空科學博士後研究員 Shahab Fatemi 對聽眾們說:「目前我們得知太陽風是火星失去大氣的主因。」

他說:「現在的火星是一顆極寒冷又乾燥的星球,以前可不是這樣。證據顯示火星表面過去有著海洋,或許還有生命,在火星大氣層消失後這些也無影無蹤。」

太陽風與地球

Fatemi 表示藉著進一步瞭解火星,研究人員希望能對太陽風會如何影響地球一事,有更深入的瞭解。帶電離子、電子和其它粒子等太陽風等離子體大爆發的情況,會對地球造成浩劫、危及航空安全、出現城市電力中斷等情況。

地球跟火星不同,地球有著強大的磁場,足以屏蔽太陽風的襲擊。同時 Fatemi 說:「有大量理論表示,發生在火星身上的情況,也會發生在地球上。」

研究人員進行一連串的模擬活動,以瞭解過去太陽風是如何影響著火星,以及這股力量日後又會對火星造成什麼影響。正是 GPU 與 CUDA 平行程式設計模型派上用場之處。

 
模擬太陽風如何奪去火星的大氣。閱讀更完整的敘述內容。由 Shahab Fatemi與加州大學柏克萊分校提供影片。

「只不過幾年前,想要透過電腦運算的方式去解答這類問題,被視為是一件艱鉅的工程。」Fatemi 說。

Fatemi 跟他的同事使用一套在單顆 CPU 和單顆 GeForce GTX TITAN X GPU 上運行的系統,取代過去使用的多顆 CPU 模型。Fatemi 說此舉不僅大幅提升運算速度,GPU 系統的成本也只是 CPU 架構模型的 3%。

月球是如何飛到現在這個位置?

  

Fatemi 與他的同事也使用這個 GPU 架構模型來瞭解月球,希望能更深入揭開地球過去的歷史。共同的說法是某次地球遭受巨大撞擊,飛離出的地層岩石形成了月球。倘若真如此事,月球和地球的組成物質應該相去不遠。

Fatemi 在測試月球的導電性後,表示他更能辨識出月球的組成物質,判斷的確跟地球有著相似之處。

他說:「沒人明確知道為何月球會出現在那個地方,還有月球的組成物質到底是什麼,對於月球內部也所知甚少,但好在我們能進一步瞭解月球的內部結構。明白這些有助於讓我們認識地球的過往。」