한국과학기술정보연구원(KISTI) 김용휘 선임연구원과 서울대 김웅태 교수 연구팀은 구면좌표계에서 천체의 자체 중력을 빠르고 정확하게 계산하는 알고리즘을 개발했다고 17일 밝혔다.

구면좌표계는 위도와 경도처럼 반지름과 각도를 이용해 위치를 표시하는 구(球) 형태의 좌표계다. 별이나 행성처럼 둥근 천체의 운동을 표현하는 데 적합하다.

행성의 형성과 은하의 진화, 우주 초기 모습을 구현하는 연구에 쓰인다.

기존에는 한 방향만 빠르게 계산하거나 모든 영역을 처음부터 끝까지 연산해야 해 시간이 오래 걸렸다.

연구팀은 큰 영역을 잘게 나눠 계산한 뒤 합치는 분할정복법과 미리 계산한 결과를 재활용해 불필요한 연산을 줄이는 방식을 결합해 효율을 높였다.

기존 방식보다 10배 이상 빠른 속도로 중력 계산을 수행하면서도 오차를 0.1% 미만으로 줄이는 데 성공했다고 연구팀은 설명했다.

이번에 개발한 알고리즘은 내년 도입되는 국가 슈퍼컴퓨터 6호기에도 곧바로 적용할 수 있을 전망이다.

김웅태 교수는 "구면좌표계에서의 자체 중력 계산은 정확도와 속도 사이에 근본적인 모순이 있었는데 이번 연구를 통해 크게 완화했다"며 "슈퍼컴퓨터 환경에서 행성과 은하의 탄생을 더 빠르고 정밀하게 모사할 수 있을 것"이라고 말했다.

강지훈 KISTI 첨단과학컴퓨팅센터장은 "이번 연구가 슈퍼컴퓨터 6호기의 안정적 활용을 뒷받침하고, 응용 연구 저변을 넓히는 데도 기여할 것"이라고 기대했다.