Die Simulation zeigt die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute und reproduziert damit rund 13 Milliarden Jahre kosmische Geschichte. Das Team um Mark Vogelsberger vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) stellt sein virtuelles Weltall im britischen Fachblatt "Nature" vor.
Die Modellrechnung namens Illustris erreicht dabei eine etwa zehnmal feinere räumliche Auflösung als frühere Simulationen. Nach und nach entsteht in ihr ein ganzer Zoo von Galaxien, wie er sich heute im echten Weltall tatsächlich beobachten lässt: Es gibt große und kleine, elliptische und spiralförmige Galaxien sowie irregulär geformte, die meist aus der Kollision zweier anderer Galaxien hervorgegangen sind.
Computer-Simulation verschlingt Rechenzeit auf 8000 Computern
Erstmals ist es den Wissenschaftlern gelungen, sowohl den beobachteten Formenreichtum der Galaxien, als auch die ganz großräumige Verteilung der Materie im Weltall in einer gemeinsamen Modellrechnung zu reproduzieren. Das Gewimmel der unterschiedlichen Galaxien auf einer "Himmelsaufnahme" des virtuellen Universums lässt sich kaum von der echten, bislang tiefsten Aufnahme unseres realen Weltalls mit dem "Hubble"-Weltraumteleskop unterscheiden, dem sogenannten "Hubble" Ultra Deep Field" (UDF).
"Die Ergebnisse von Illustris markieren einen Umbruch in theoretischen Studien der Galaxienentstehung", betonte Ko-Autor Professor Volker Springel vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS), der das verwendete Computerprogramm geschrieben hat. Die Simulation hat den Angaben zufolge mehrere Monate Rechenzeit auf 8000 Computer-Prozessoren verschlungen und einen 200 Terabyte großen Datensatz produziert - das entspricht dem Fassungsvermögen von rund 42 000 DVDs.
Würfel mit einer Kantenlänge von 350 Millionen Lichtjahren
Rekorde im Weltraum
108 Minuten dauerte der erste Ausflug ins All von Juri Gagarin am 12. April 1961.
Nur wenige Wochen später flog mit Alan Shepard der erste Amerikaner in den Weltraum. Er umkreiste aber nicht die Erde wie Gagarin.
Valentina Tereschkowa war 1963 die erste Frau im All.
Der Amerikaner Neil Armstrong setzte als Erster 1969 seinen Fuß auf den Mond.
Erster Deutscher im Weltall war 1978 der DDR-Bürger Sigmund Jähn.
US-Unternehmer Dennis Tito reiste 2001 als erster Weltraumtourist zur Internationalen Raumstation ISS – für rund 20 Millionen Dollar.
Das erste Lebewesen, das die Erde gen Weltraum verließ, war im November 1957 die russische Hündin Laika.
Über zwei Jahre verbrachte Sergej Krikaljow im All. Sechsmal flog der Russe in den Weltraum, insgesamt 803 Tage lebte er dort.
Der längste einzelne Aufenthalt im Universum dauerte 437 Tage. Von Januar 1994 bis März 1995 war der Kosmonaut Waleri Poljakow durchgehend an Bord der Raumstation „Mir“.
Dabei beschreibt die Modellrechnung genau genommen nur einen Ausschnitt des Universums. Der ist allerdings gigantisch: Die Forscher haben einen Würfel mit einer Kantenlänge von jeweils rund 350 Millionen Lichtjahren simuliert, den sie in insgesamt 12 Milliarden einzelne Zellen unterteilt haben. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, und entspricht knapp zehn Billionen Kilometern.
Die Entstehungsgeschichte von rund 50 000 Galaxien lässt sich im virtuellen Kosmos im Detail studieren. Die Simulationsrechnung beginnt zwölf Millionen Jahre nach dem Urknall - in kosmischen Maßstäben ein Wimpernschlag. Sie berücksichtigt nicht nur die gegenseitige Schwerkraftwirkung der Materie, sondern beispielsweise auch eine Vielzahl anderer physikalischer Faktoren wie den Energieausstoß von Supernova-Explosionen und den Materienhunger Schwarzer Löcher.