Een virtueel universum ter uwer beschikking.

Astronomie is een beetje anders dan veel andere wetenschappen omdat je maar een steekproefgrootte hebt van 1 kosmos. Deze kosmos bevat alles wat we kunnen waarnemen. Astronomen kunnen dus niet meerdere universums bestuderen om te zien hoe ons universum tikt. Maar ze kunnen computersimulaties van ons universum maken. Door verschillende aspecten van hun simulatie aan te passen, kunnen astronomen zien hoe zaken als donkere materie en donkere energie een rol spelen in ons universum. Als u nu bereid bent om op zoek te gaan naar een voldoende grote harde schijf, dan kan u zo’n simulatie downloaden. U hebt immers 100 Terabyte (*) vrije ruimte nodig

Bij de foto: De verdeling van donkere materie in een snapshot uit Uchuu. De afbeeldingen tonen de halo van donkere materie van de grootste cluster van sterrenstelsels, gevormd in de simulatie bij verschillende vergrotingen. Afbeelding: Ishiyama, et al.

De Uchuu-simulatie (**) is de grootste en meest gedetailleerde simulatie van het universum ooit gemaakt. Het bevat 2,1 biljoen "deeltjes" in een ruimte met een diameter van 9,6 miljard lichtjaar. De simulatie modelleert de evolutie van het heelal over meer dan 13 miljard jaar. Het richt zich niet op de vorming van sterren en planeten, maar kijkt in plaats daarvan naar het gedrag van donkere materie in een uitdijend heelal. De details van Uchuu zijn zo hoog dat het team alles kan identificeren, van clusters van sterrenstelsels tot halo's van donkere materie van individuele sterrenstelsels. Aangezien donkere materie het grootste deel van de materie in het universum uitmaakt, is het de belangrijkste motor achter de vorming en clustering van sterrenstelsels.

Het kost enorm veel rekenkracht en opslag om zo'n gedetailleerd model te maken. Het team gebruikte meer dan 40.000 computercores en 20 miljoen computeruren om hun simulatie te genereren, en het produceerde meer dan 3 Petabyte aan gegevens. Dat is 3.000 Terabytes of 3 miljoen Gigabytes. Het team kon hun resultaten echter comprimeren tot slechts 100 terabyte aan opslagruimte.

Dat is nog steeds een enorme hoeveelheid gegevens, maar het kan op een enkele schijf worden opgeslagen. De Exadrive van Nimbus is bijvoorbeeld een 100 Tb solid-state drive in een standaard 3,5-inch behuizing. Toegegeven, het kost je $40.000, maar als je dat soort kleingeld tussen de kussens van je bank hebt verstopt, waarom zou je het dan niet gebruiken om een ​​universum in je zak te houden. Als je niet zoveel kleingeld hebt, kan je gelukkig ook online toegang krijgen tot de gegevens. Het Uchuu-team heeft hun onbewerkte gegevens beschikbaar gesteld op http://skiesanduniverses.org/ zodat je hun virtuele universum kunt verkennen zoveel je wilt.

De Uchuu-simulatie is niet alleen een gedetailleerde kosmische simulatie, maar kan ook worden gebruikt door onderzoekers die werken aan wetenschappelijke datamining. Naarmate er meer grote hemelsurveys en simulaties worden gemaakt, zullen de gegevens zo omvangrijk worden dat datamining een cruciale rol gaat spelen in astronomisch onderzoek. Totdat die gegevens beschikbaar komen, kunnen dataminers hun vaardigheden aanscherpen op een zakuniversum.

Auteur: Jan Vyvey
Bron: Universe Today, door Dr. Brian Koberlein.

Verwijzing: T. Ishiyama, et al. "De Uchuu-simulaties: Data Release 1 en haloconcentraties van donkere materie". MNRAS 506.3 (2021): blz. 4210-4231. [arXiv voordruk]

(*) 100 Terabyte = 100.000.000.000.000 bytes

(**) Een internationale groep onderzoekers heeft de grootste simulatie van het universum ooit gemaakt. Zie https://www.kijkmagazine.nl/nieuws/universum-in-je-woonkamer-uchuu/