Het kostte een paar supercomputers drie maanden om het universum te simuleren

De afbeelding die je hierboven ziet is het resultaat van twee van 's werelds snelste supercomputers - gescheiden door een internatioale grens en honderden kilometers - en de som van het menselijk begrip van astrofysica. De computers werkten samen voor drie maanden lang om de meest complete en accurate simulatie van de expansie van het universum ooit te produceren.

Het project, dat Illustris wordt genoemd, werd ondernomen door onderzoekers van MIT en Harvard, maar was geen makkie. Zoals Michael Boylan-Kolchin, een astrofysicus van de Universiteit van Maryland, gisteren schreef over de prestatie: "het blijkt dat het simuleren van het universum een moeilijke onderneming kan zijn."

Om het plaats te laten vinden, namen onderzoekers de Duitse SuperMUC over, dit is de tiende snelste supercomputer van de wereld, en Curie, de twintigste snelste supercomputer ter wereld. Deze lieten ze drie maanden achter elkaar lopen. Er waren 8.000 processoren die parellel liepen nodig om het werk te voltooien. Samen zorgden de computers voor een gecombineerd totaal van 16 miljoen processoruren. Met maar één van de processoren, die altijd nog sneller zijn dan de soorten die je bij de Mediamarkt kan kopen, zou het bijna 2.000 jaar geduurd hebben om de simulatie te runnen.

Dat is één van de redenen waarom de simulatie, die rekening hield met de initiële condities van het universum en al de wetten van de fysica die we momenteel begrijpen, alleen liep vanaf het moment dat het universum 12 miljoen jaar oud was. De simulatie liep tot op de dag van vandaag en hield onder andere rekening met de uitbreiding van het universum, dynamica en radiatie. Dus het simuleerde 13.8 miljard jaar van alles, maar liet pak 'm beet een paar miljoen jaar weg en een paar ideeën omtrent de formatie van zwarte gaten omdat we die nog niet helemaal begrijpen.

Het eindresultaat is een parellel universum.

"Wat we simuleren is niet ons echte universum, we hebben geen individuele sterrenstelsels - je kunt de Melkweg er niet uit pikken of Andromeda," vertelde Shy Genel me, een onderzoeker van Harvard die aan het project werkte. "We simuleren een representatie van een statistisch gelijkssoortig universum. Een parallel universum. We zien sterrenstelsels die lijken op de Melkweg en daardoor kunnen we dingen afleiden over het ontstaansverhaal van onze eigen Melkweg."

Boylan-Kolchin zei het als volgt, "een nep-observatie van Illustrist die de Hubble Ultra Deep Field, het diepste beeld van de cosmos ooit genomen, moest na doen zou makkelijk kunnen doorgaan voor het origineel als ze naast elkaar gelegd zouden worden."

Men begon in de jaren 70 met rudimentaire simulaties van het universum, maar tot voor kort was ons begrip van astrofysica en onze computerkracht simpelweg niet goed genoeg om zo dichtbij het beeld van Genel's Illustris simulatie te komen.

Natuurlijk, hierbij wordt wel aangenomen dat het universum zelf geen simulatie is die op supercomputers draait in de verre toekomst, of dat het een hologram is. Dit zijn theoriën die door zeer 'serieuze' wetenschappers ooit zijn geopperd. Hier zie je hoe een van die vroege simulaties er ooit zagen - gepubliceerd in 1980 door Russische wetenschappers.

De vorige beste simulatie was NASA’s Bolshoi simulatie, die op de supercomputer Pleiades liep voor 18 dagen. Pleiades is de 16de snelste supercomputer ter wereld, destijds was het de zevende snelste.

"In principe is dit pas mogelijk geworden in de laatste paar jaar, omdat de kracht van computers steeds groter is geworden en omdat de modellen die we hebben gebruikt steeds beter ontwikkeld zijn," zei Genel. "Dit staat ons toe, voor de eerste keer, om sterrenstelsel te simuleren die ook daadwerkelijk lijken op de sterrenstelsels die we kunnen observeren."

Genel zei dat het gebruiken van twee supercomputers voor drie maanden achter elkaar het beste was waar ze op hadden kunnen hopen. Er is namelijk een lange wachtlijst voor onderzoekers die onder andere hopen modellen te maken rond klimaatverandering, biologische modellen willen maken of willen werken met nieuwe nanotechnologie en medische ontwikkelingen. De simulatie had nog verder in de toekomst kunnen lopen, maar astronomen hebben al een vrij goed idee hoe die er uit ziet en we zullen vrijwel zeker niet aanwezig zijn om te kunnen bevestigen of we het juist hebben of niet.

"Je zult de versnelde uitbreiding van het universum zien - individuele sterrenstelsels zullen zeer snel uit elkaar bewegen en compleet van elkaar geïsoleerd raken met een snelheid sneller dan die van het licht," zei hij. "Ieder sterrenstelsel zou compleet geïsoleerd raken en een eigen universum vormen. Dat is de voorspelling."