19 augustus 2017

Het heelal is (eindelijk) waarheidsgetrouw nagebootst

De kosmische achtergrondstraling, de nagloed van de oerknal, is gebruikt als belangrijkste invoer voor de simulatie

Wetenschappers uit Duitsland en de Verenigde Staten hebben een nieuw computermodel ontwikkelt om de evolutie van sterrenstelsels na te bootsen. Voor de eerste keer slaagt een computermodel erin om een accurate weergave te geven van het ontstaan en de ontwikkeling van sterrenstelsels, waarbij het eindresultaat verdacht veel lijkt op de realiteit. Het model slaagt erin om alle typen sterrenstelsels te vormen die in ons lokale universum voorkomen.

Onze kosmische buurt wemelt van de prachtige spiraalstelsels, zoals het Andromeda-stelsel, het Windmolenstelsel en het Draaikolkstelsel. Eerdere computermodellen hadden echter moeite om dit soort stelsels te vormen. In plaats daarvan lieten ze vele bolvormige en onregelmatig gevormde sterrenstelsels ontstaan, zonder de schijven en de majestueuze spiraalarmen die zo typerend zijn voor vele sterrenstelsels.

Om deze problemen op te lossen heeft men een nieuw computersysteem ontwikkelt: Arepo. Hiermee heeft men een volledige simulatie van het universum “gedraaid”, waarbij de kosmische achtergrondstraling (de “nagloed” van de oerknal) als basis werd gebruikt. Vervolgens heeft men de simulatie zo’n 14 miljard (virtuele) jaren laten “draaien”. Het eindresultaat: een prachtige verzameling sterrenstelsels in alle vormen en maten, waarbij de eigenschappen en distributie van de stelsels een waarheidsgetrouwe weergave geven van de realiteit.

Voor deze foto is de simulatie “op pauze gezet”, waarbij is ingezoomd om een klein deel van de volledige simulatie. Zoals je ziet zijn de sterrenstelsels op deze afbeelding behoorlijk waarheidsgetrouw

Hoe Arepo dit flikt? Simpel: eerdere simulaties verdeelden de ruimte in rekeneenheden (“kubussen”) van vaste grootte en vorm. Arepo maakt echter gebruikt van een flexibel raster, waarmee de beweging van sterren, gas, stof en donkere materie veel realistischer wordt nagebootst. Natuurlijk is hiervoor heel wat rekenkracht benodigd: men heeft daarom gebruik gemaakt van een supercomputer met 1024 kernen, waarbij een tijdsbestek van 14 miljard jaar is samengeperst tot enkele maanden. Sommige lezers zullen zich afvragen hoelang een huis-tuin-en-keuken PC hiervoor nodig zal hebben. Het antwoord is: enkele eeuwen (!).

Het team van wetenschappers zijn Arepo nu aan het “tunen” voor het volgende doel, waarbij getracht wordt een veel groter deel van het universum na te bootsen. Hopelijk kan dit wetenschappers antwoorden verschaffen over enkele kosmologische vraagstukken.

Bekijk zeker ook dit filmpje van de simulatie:

Bron: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Reacties

  1. Olaf, je had een link naar het filmpje. Ik kwam het op YouTube tegen en heb het direct in je blog geplakt, lijkt mij voor de lezers iets handiger. Verder boeiende materie, dit soort simulaties.

  2. Olaf van KootenOlaf van Kooten zegt:

    Hey ik heb het gezien man, top! Thanx.

Laat wat van je horen

*