Donnerstag, 8. Mai 2014

Das Universum im Computer


Beeindruckend!!! Diese maßgeblich am MIT entwickelte Simulation der Entwicklung des Universums ist geradezu bahnbrechend sowohl für die Modellbildung (-> ΛCDM-Modell) im Allgemeinen als auch für die Überprüfung kosmologischer Gesetze im Speziellen.
"Previous simulations of the growth of cosmic structures have broadly reproduced the ‘cosmic web’ of galaxies that we see in the Universe, but failed to create a mixed population of elliptical and spiral galaxies, because of numerical inaccuracies and incomplete physical models. Moreover, they were unable to track the small-scale evolution of gas and stars to the present epoch within a representative portion of the Universe. Here we report a simulation that starts 12 million years after the Big Bang, and traces 13 billion years of cosmic evolution with 12 billion resolution elements in a cube of 106.5 megaparsecs a side. It yields a reasonable population of ellipticals and spirals, reproduces the observed distribution of galaxies in clusters and characteristics of hydrogen on large scales, and at the same time matches the ‘metal’ and hydrogen content of galaxies on small scales."
(Mark Vogelsberger et al.)
Bislang musste sich die Visualisierung nämlich auf Teilbereiche beschränken; also beispielsweise auf die Entwicklung von Galaxien oder auf die Verteilung derselben bis zum uns heute bekannten Status quo. Beides zusammen war nicht möglich. Doch den Forschern ist es jetzt gelungen, den Zeitraum von 12 Millionen Jahren nach dem Urknall bis heute für über 12 Milliarden Datenpunkte in einem virtuellen Raum von 106,5 Kubikparsec (1 Parsec = 3,26 Lichtjahre) präzise zu simulieren. Daten von über 40.000 Galaxien, 20 Millionen Sternen, von Gaswolken unterschiedlicher Temperatur und von Dunkler Materie fügen sich zu einem stimmigen Bild zusammen.

Man sieht die Kongregation von Wasserstoff zu Sternen; die Bildung von Galaxien, ihre Verteilung im expandierenden Raum, ihre unterschiedlichen Typen, ihr Ende. Man sieht Schwarze Löcher, den Einfluss der Dunklen Materie, die Veränderung der Elementzusammensetzung im alternden All und die Abkühlung desselben.

Werden wir das "kosmische Netz" irgendwann vollständig im Rechner nachzubilden in der Lage sein?

Der Link zur Studie in Nature (doi: 10.1038/nature13316)

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