Superdatamaskin simulerer et helt univers

Astronomene avdekker stadig flere sannheter innen kosmologi, læren om universet. Målet er å beskrive opprinnelsen, evolusjonen og strukturen av hele universet, et univers like enormt som det er gammelt. Men å finne ut hvordan universet så ut i begynnelsen er den enkle delen. Bare rett et teleskop mot en mørk del av himmelen, og sett på lang lukketid. Dermed fanges fotoner fra et ungt univers, fotoner som har brukt milliarder av år på å nå oss. Jo fjernere galakser man ser på, desto lenger tid har lyset brukt på å nå oss, ergo er det synet vi får se fra da galaksene fortsatt var unge.

Hva skjedde?
Den store utfordringen er å finne ut hva som skjedde med de første galaksene. Når vi ser dem nå, er de fremdeles i sin spede utvikling, men vi vet at mye har skjedd i etterkant. Man kan få en viss idé ved å se på yngre galakser, og yngre enn dem igjen, og finne en rød tråd i hva som skjer etter hvert som en galakse eldes. Men hver galakse er unik. Ingen to er like. Det som skjer med én galakse, trenger ikke å være en annens historie. Noen galakser kolliderer med hverandre, andre (de fleste) glir fra hverandre. Så hvordan kan man finne ut av evolusjonen til universet, når alt går så sakte at det ser ut til å stå stille? Hadde vi satt et kamera mot en galakse og latt det filme i 100 år, ville knapt noe skjedd. Kosmisk tid er en langdryg en.

Konstruere et nytt univers
Svaret er like enkelt som det virker umulig: konstruere et nytt univers. I en superdatamaskin. Verdens tredje raskeste superdatamaskin, Mira, skal nå i oktober gjøre den største, mest komplekse simulasjonen av universet noensinne. Forsøket går ut på å lage en datasimulasjon av det tidlige universet en stund etter Big Bang, og etter universets mikrobølgebakgrunn blir skapt. Milliarder av virtuelle partikler interagerer med hverandre, ved hjelp av fysikkens lover, over en tidsperiode på omtrent 13 milliarder år. Når simulasjonen så er ferdig, noe som tar to uker, vil astronomene se om det som kommer ut i andre enden likner det verdensrommet vi kjenner i dag.

Moores lov
Kosmiske simulasjoner har vært gjort i flere tiår, men teknologien som trengs for en simulasjon med milliarder av partikler har bare nylig blitt tilgjengelig. Takket være Moores lov (dobling av antall transistorer på et kretskort for hvert andre år), blir teknologien bedre for hvert år. Hvis Moores lov fortsetter å holde, vil superdatamaskinene mot år 2020 være tusen ganger kraftigere enn Mira. Hvilket betyr at datatekniske astronomer kan kjøre flere simulasjoner ved raskere hastighet og høyere oppløsning. De virtuelle universene de lager vil bli testområdet for våre største ideer om universet.

Mer nøyaktige simuleringer i fremtiden
Forhåpentlig vil astronomene i fremtiden kunne simulere universet fra enda tettere mot Big Bang. Men i dag sitter man ikke med nok kunnskap til å simulere universets begynnelse, fordi fysikken er meget komplisert og til dels ukjent. Men etter hvert som man lærer mer, kan man gå lenger tilbake. Og ettersom datateknologien stadig blir bedre, kan dette gjøres med enda høyere oppløsning og detaljrikdom.

Geir Gråbein Nordby

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldri hatt noen heltidsjobb før Lyd & Bilde. Her har han til gjengjeld vært nesten halvparten av sitt liv, helt siden han i 2001 sendte jobbsøknaden til feil adresse (han ville opprinnelig til et innspillingsstudio ved samme navn). Gråbeins ekspertise er hovedsakelig innenfor hi-fi, hodetelefoner og hjemmekino, men det hender han glimter til med andre kvaliteter.