Het heelal op z’n best nagebootst: de Bolshoi Simulatie

De Bolshoi Simulatie van het heelal. Credit: Bolshoi Collaboration/UC-HPACC

Met behulp van zes miljoen CPU-uren op de Pleiades supercomputer van NASA’s Ames Research Center hebben sterrenkundigen onlangs een simulatie van het heelal gedaan die goed overeenkomt met de waarnemingen en die op dit moment als beste nabootsing van het heelal wordt beschouwd: de Bolshoi Simulatie. Beter dan de zogenaamde Millennium Run, de beroemde simulatie uit 2005 van het Virgo Consertium, die je op YouTube talloze malen kunt vinden, o.a. hier. Zowel de Millenium Run als de Bolshoi Simulatie laten zien hoe de massa in het vroege heelal evolueert tot sterrenstelsels, die samenklonteren in clusters van lange slierten en die hier en daar dichte knooppunten rondom enorme elliptische sterrenstelsels vormen. In beide simulaties spelen naast de gewone materie ook donkere materie en donkere energie een belangrijke rol. Met name de donkere materie – die 82% van alle massa in het heelal vormt (afgezien van donkere energie) – vormt de onzichtbare ruggegraat van de clusters van sterrenstelsels. Beide simulaties gaan uit van het zogenaamde Lambda Koude Donkere Materie (Λ CDM op z’n Engels) model, welke een mix bevat van Einstein’s Kosmologische Constante &Lambda(lees: een constante donkere energie) en ‘koude’ donkere materie, bestaande uit koude (lees: langzaam bewegende) massieve deeltjes, WIMP’s. De Millennium Run haalde z’n gegevens uit NASA’s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), een satelliet waarmee men de kosmische microgolf-achtergrondstraling heeft onderzocht. De Millennium Run maakte gebruik van WMAP1, de gegevens die de WMAP na één jaar bijeen had vergaard. Bij de Bolshoi Simulatie maakt men gebruik van WMAP5 – yep heel goed, de gegevens na vijf jaar – en die verschillen weinig van de uiteindelijke gegevens, WMAP7. In de Bolshoi simulatie wordt een kubus heelal met zijden van 1 miljard lichtjaar en met een inhoud van 8,6 miljard donkere materiedeeltjes nagebootst. Er zijn twee varianten van de simulatie: de BigBolshoi of MultiDark Simulatie, waarbij het volume 64 keer zo groot is, en de MiniBolshoi Simulatie, die kleiner maar met meer resolutie is. Hieronder een stukje uit de Bolshoi Simulatie.

Bolshoi Simulation Visualization from UC-HPACC on Vimeo.

Bron: PhysOrg.com.

Lezing: Waarnemingshorizon, de nieuwe grens van het heelal

Credit: NASA/ESA

Aanstaande vrijdag 15 april is er bij sterrenkundevereniging Christiaan Huygens weer een lezing. Spreker deze avond is Prof. dr. John Heise, astrofysicus bij SRON en de Universiteit Utrecht. Ook is hij een groot popularisator van sterrenkunde en ruimtevaart. Ruim een jaar geleden was hij ook al bij Huygens in Papendrecht te gast. Hij hield toen een boeiende en verhelderende lezing over gravitatiegolven. De lezing dit keer heet: Waarnemingshorizon, de nieuwe grens van het heelal. Aan bod komen o.a. de grenzen aan verleden, heden en toekomst. Hoe zien wij ons zelf in een spiegel op heel grote afstand? Hoe kunnen wij met moderne telescopen een supernova, uit 1573, nog eens zien ontploffen? Kunnen wij zo alles zien als we maar lang genoeg wachten? Nee: In een versneld uitdijend heelal zoals de onze, blijkt er een grens te zijn, die de gebeurtenis- of waarnemingshorizon van het heelal genoemd wordt. En waarom kan een eventuele buitenaardse beschaving buiten die nieuwe horizon wel de aarde zien, maar nooit onze radio- en televisie- uitzendingen ontvangen? De lezing begint om 20:30 uur, vanaf 20:00 uur is de zaal open en ben je van harte welkom. Meer info: Huygens.

De schaal van het heelal

Ik heb januari 2010 al eens aandacht besteed aan een schitterende flashanimatie, waarmee je een indruk krijgt van de schaal van het heelal, van het allerkleinste (de Planckschaal ca. 10-35 m) tot het allergrootste (de Hubbleschaal ca. 1026 x 9,3 m): The Scale of the Universe. Ik had toen een plaatje met een link naar de website van de tweeling Cary en Michael Huang van de site Newsground, de makers van de animatie. Maar inmiddels heb ik de flashanimatie weten te integreren in de Astroblogs. Klikken en schuiven maar! Oh ja, zet je luidsprekers er ook bij aan.

https://www.newgrounds.com/portal/view/525347

Bron: The Reference Frame.

Hersenen = heelal?

Ik ben al vaker ingegaan op de relatie tussen het bewustzijn en het ons omringende heelal, maar de volgende foto, die ik vandaag tegenkwam, toont een wel erg grote gelijkenis tussen de cellen in onze hersenen en de structuur van het heelal op z’n allergrootste schaal, die van superclusters van sterrenstelsels:

Credit: NY Times

Wowie! Dat plaatje rechts is uit de beroemde Millenniumsimulatie van het heelal. OK, toegegeven dat het bewustzijn niet per sé gelinkt hoeft te zijn aan onze hersenen, maar het gaat mij er even om dat er een grote gelijkenis is tussen de microkosmos van onze hersenen (al of niet als tijdelijke behuizing van ons kosmische bewustzijn) en de macrokosmos van het heelal. Ik heb overigens eerder ook al eens geschreven over de gelijkenis tussen die macrokosmos en… BIER! Ah en zo is de kosmische cirkel tussen de mens, bier en het heelal rond. 😀 Over gelijkenissen gesproken: al eerder is opgevallen welke frappante gelijkenis er is tussen tropische orkanen, zoals de orkaan Katrina uit 2005, en spiraalsterrenstelsels:

Credit: NOAA/NASA

Bron: Weird Sciences.

Hawking: het heelal is zónder God ontstaan

Samen met de Amerikaanse natuurkundige Leonard Mlodinow heeft Stephen Hawking een nieuw boek geschreven, dat volgende week donderdag (9 september) in de verkoop gaat: The Grand Design. Aan die titel te zien zou je de indruk kunnen krijgen dat Hawking een intelligent wezen achter creatie van de kosmos ziet, zoals het Intelligent Design (ID) probeert te verkondigen, maar niets is minder waar. Volgens Hawking is er maar één stuwende kracht achter het heelal – de wetten van de zwaartekracht – en is God niet nodig. Zie het volgende ‘interview’, eh… voor zover door Hawking’s progressieve neurologische aandoening een gesprek met hem mogelijk is, dat Richard Dawkings met hem had.

Toch handig, zo’n computergestuurde stemsynthesizer. Bron: Universe Today.

Lezing: speuren naar leven in het heelal

Credit: Sciencefreak/Pixabay

Komende vrijdag – 5 februari 2010 – geeft prof. Henny Lamers (Universiteit van Utrecht) een lezing bij  sterrenkundevereniging Christiaan Huygens in Papendrecht over het onderwerp “Hallo, is daar iemand? Speuren naar leven in het heelal.” Zou er nog ergens leven zijn in het heelal of zijn wij de enigen? Dat is een vraag die veel mensen zich stellen. Herhaaldelijk komen er berichten in de pers dat er “aanwijzingen” zijn voor leven elders, bijv. op Mars. Maar steeds blijkt het dan toch niet zo zeker te zijn. Professor Lamers zal op een begrijpelijke wijze en met veel mooie foto’s laten zien wat we weten over het ontstaan van leven op aarde en de kans dat dit ook elders in het heelal gebeurt, en vertellen over de zoektochten naar leven in het heelal. Kortom, komende vrijdag 20.30 uur allemaal verzamelen bij Chr. Huygens.

Ik krijg de melding dat de commentaren af en toe ‘blijven hangen’, dat ze soms niet meer te zien zijn. Ik heb geen idee waar het precies aan ligt, maar heb wel zojuist de cache geleegd. Geen idee of het daarmee verholpen is. Laat maar weten als de problemen blijven terugkomen.

Beweeg zelf van groot naar klein door het heelal

Ene Fotoshop heeft een schitterende flash-animatie gemaakt waarmee je op interactieve wijze een indruk krijgt van de schaal van het heelal. Je kunt met de schuifknop onderaan naar links, richting het allerkleinste, en rechts naar het allergrootste toe. Probeer het zelf (of dubbelklikken op de afbeelding) en bewonder deze animatie. Oh ja, niet vergeten je geluid aan te zetten.

Credit: Fotoshop

Qua idee natuurlijk hetzelfde als de beroemde Powers of Ten, maar deze van Fotoshop is veel informatiever. Tenminste, dat vind ik. Bron: Bad Astronomy.

Een grafiek van zeg maar eh… alles

cREDIT: Universiteit van Princeton

Ja, dat is nogal wat. Een figuur waarin alles is weergegeven. En toch is dat zo’n beetje de strekking van de grafiek hiernaast die door sterrenkundigen van de Universiteit van Princeton (VS) is gemaakt en waarin zo’n beetje het gehele heelal van hier – de Aarde – tot daar – de oerknal waar het 13,7 miljard jaar geleden mee begon – is weergegeven. Het is een héééél lange grafiek, waar de hiernaast staande afbeelding maar een zeer verkleinde weergave van is. De volledige grafiek is hier te downloaden en hij is 11,6 Mb groot. Of dubbelklikken op de afbeelding, dan kom je ‘m ook tegen. Tegenwoordig een digitaal peuleschilletje, die 11,6 Mb. Helemaal onderaan start de grafiek bij de kern van de aarde en daarvandaan gaat ‘ie naar buiten, richting de rand van het heelal. Je weet dat hoe verder weg je kijkt hoe meer terug in de tijd, dus hoe hoger we komen in de grafiek kijken we ook verder terug in de tijd. Helemaal bovenaan is de oerknal. Op de horizontale as is de recht klimming in uren aangegeven, net zoals op de hemelkaart. Op de vertikale as de afstand tot de aardkern. Die as is logaritmisch! Iedere volgende stap is dus 10x zo groot.  Op de linkeras worden verschillende eenheden gebruikt, namelijk kilometers, Astronomische Eenheden, parsecs, kiloparsecs en megaparsecs. Op de rechteras is één eenheid: de aardstraal. Het is een grafiek waarin je echt kunt verdwalen en waar je even de tijd voor moet nemen om te bekijken. Werkelijk schitterend gemaakt door die gasten van Princeton. Oh wacht, ik merk dat de tekst van m’n astroblog niet lang genoeg is om de gehele ruimte rechts van de figuur te vullen. Ik moet dus nog fff wat verzinnen als bladvulling. Oh wacht, ik weet wat: meer informatie over de grafiek vind je hier op de website van de Universiteit van Princeton. En nog iets: bij 1011 aardstralen (20 parsec = 67 lichtjaren) zie je de rand van radiosignalen van de Aarde. We zenden al 67 jaren radiosignalen uit en tot dáár zijn die signalen gekomen. ’t Is maar dat je het weet. 🙂 Zo en nou ben ik helemaal tot onderaan de rand van de grafiek gekomen en kan ik met een gerust hart afsluiten. Bron: Bad Astronomy.

Over Delaunay Tessellation Field Estimators én bier gesproken

Delauney tesselaties. Credit: Rien van de Weygaert en Willem Schaap.

Vandaag wil ik het met jullie hebben over de Delaunay Tessellation Field Estimators. Hohoho, niet allemaal wegrennen zo ineens, nergens voor nodig. OK, toegegeven dat de titel niet echt uitnodigend klinkt, maar het wordt misschien anders als ik zeg dat dit allemaal te maken heeft met het Kosmische Web, de structuur van het heelal op de allergrootste schaal én met bier. Yep bier, dat vloeibare gerst dat klok klok klok doet. Op die grootste schaal van het heelal onderscheiden de sterrenkundigen superclusters, filamenten van clusters van sterrenstelsels en leegten tussen die filamenten. Al héél lang probeert men dat Kosmische Web na te bootsen en te kijken hoe dat afgelopen 13,7 miljard jaar vanuit de oerknal geëvolueerd is. Probleem bij al die simulaties is dat je te maken hebt met verschillende schaalniveau’s, te beginnen bij losse sterrenstelsels en eindigend bij de grote ‘muren’ van filamenten van clusters. Wie bij zo’n simulatie op het grootste niveau ‘inzoomt’ kan moeilijk vat krijgen op het kleinste niveau en omgekeerd. De grootste en kleinste structuren beïnvloeden elkaar en het is lastig om op alle schaalniveau’s duidelijkheid te krijgen.

Maar dankzij twee sterrenkundigen uit Groningen, Rien van de Weygaert en Willem Schaap, is aan die onduidelijkheid een einde gekomen. In hun simulatiemodel genaamd Delaunay Tessellation Field Estimator (DTFE) kunnen ze namelijk het heelal simuleren zowel op het grootste als op het kleinste niveau. Zij vullen daarbij de ruimte tussen de sterrenstelsels met viervlakken (tetraëders) genaamd Delauney tessellaties. Van de Weygaert was eerder al actief met een ander soort tesselaties, de Voronoi tesselaties, en het frapante is dat die exact lijken op… bierschuim. En zeg nou zelf, lijken die Delaunay tesselaties van hierboven ook niet op bierschuim? 🙂 Voor de waaghalzen onder ons is hier het wetenschappelijke artikel over de toepassing van de DTFE bij de ontrafeling van het Kosmische Web. Bron: Technology Review.

Schitterende video: Het bekende heelal

Ik kwam vandaag de volgende video tegen, gemaakt onder leiding van data visualization expert Carter Emmart van het American Museum of Natural History in hartje New York. Levert schitterende beelden op die starten in de Himalaya, voeren tot de rand van het heelal en weer terug. Geluid aan, HD knop aan, full screen en genieten maar!

😯 Wowie!