Supercomputer simulerer et helt univers

Astronomerne afdækker stadig flere sandheder inden for kosmologi, læren om universet. Målet er at beskrive hele universets oprindelse, udvikling og struktur – et univers, der er lige så enormt, som det er gammelt. Men at finde ud af, hvordan universet så ud i begyndelsen, er den nemme del. Bare ret et teleskop mod en mørk del af himlen og sæt på lang lukkertid. Dermed fanges fotoner fra det unge univers, fotoner, som har brugt milliarder af år på at nå os. Jo fjernere galakser man ser på, jo længere tid har lyset brugt på at nå os; ergo er det lys fra dengang, da galakserne stadig var unge.

Hvad skete der?
Den store udfordring er at finde ud af, hvad der skete med de første galakser. Når vi ser dem nu, er de stadig i deres spæde udvikling, men vi ved, at meget er sket efterfølgende. Man kan få en idé om det ved at se på yngre galakser og yngre end dem igen, og finde en rød tråd i, hvad der sker, efterhånden som en galakse ældes. Men hver galakse er unik, ikke to er ens. Det, der sker med én galakse, behøver ikke at være en andens historie. Nogle galakser kolliderer med hinanden, andre (de fleste) glider fra hinanden.
Så hvordan kan man finde ud af universets udvikling, når alt går så langsomt, at det ser ud, som om det står stille? Havde vi rettet et kamera mod en galakse og ladet det filme i 100 år, ville der næsten ikke være sket noget. Kosmisk tid er en langtrukken affære.

Et nyt univers
Svaret er lige så enkelt, som det er umuligt: Konstruér et nyt univers. I en supercomputer.
Verdens tredjehurtigste supercomputer, Mira, skulle i oktober lave den største, mest komplekse simulation af universets udvikling nogensinde (denne tekst er skrevet før dette, så om det er sket i læsende stund, kan artiklens forfatter ikke vide). Forsøget går ud på at lave en computersimulering af det tidlige univers et stykke tid efter Big Bang, og efter at universets mikrobølge-baggrund blev skabt. Milliarder af virtuelle partikler interagerer med hinanden ved hjælp af fysikkens love over en periode på omtrent 13 milliarder år, speedet drastisk op. Når simuleringen er færdig, hvilket tager to uger, vil astronomerne se, om det, der kommer ud i den anden ende, ligner det verdensrum, vi kender i dag.

Moores lov
Kosmiske simulationer har været lavet i flere årtier, men den teknologi, der er nødvendig for en simulation med milliarder af partikler, er først for nylig blevet tilgængelig. Takket være Moores lov (fordobling af antal transistorer på en printplade for hvert andet år), bliver teknologien bedre for hvert år. Hvis Moores lov fortsætter med at holde, vil supercomputerne i år 2020 være tusind gange kraftigere end Mira. Hvilket betyder, at computertekniske astronomer kan køre flere simuleringer med hurtigere fart og højere opløsning. De virtuelle universer, de laver, vil blive testområde for vores største ideer om universet.

Mere nøjagtig simuleringer
Forhåbentlig vil astronomerne i fremtiden kunne simulere universet endnu tættere på Big Bang. I dag sidder man ikke med nok kundskab til at simulere universets begyndelse, fordi fysikken er meget kompliceret og til dels ukendt. Men efterhånden som man lærer mere, kan man gå længere tilbage. Og eftersom computerteknologien stadig bliver bedre, kan det gøres med endnu højere opløsning og større detaljerigdom.

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldrig haft et fuldtidsjob, før han kom til Lyd & Billede. Her har han til gengæld været næsten halvdelen af sit liv, siden han i 2001 sendte en jobansøgning til den forkerte adresse (han ville egentlig søge job i et lydstudie af samme navn). Gråbeins ekspertise er hovedsagelig inden for hi-fi, hovedtelefoner og hjemmebiograf, men det sker, at han brillerer på andre områder.