Astronomi är inte riktigt som andra vetenskapliga fält. I kosmos finns allt som vi kan observera, och den som forskar om det har bara ett exemplar att utgå från. Det finns ingen möjlighet för astronomer att se hur vårt universum jämförs med andra universum på samma sätt som man ofta kan göra inom andra vetenskaper. Det är en av många anledningar till att forskarna arbetar med datorsimuleringar av vårt universum.
Den mest omfattande av dessa kallas Uchuu-simuleringen. Det är en modell av universums evolution under mer än 13 miljarder år. I simuleringen hittar man inte några stjärnformationer, men genom att skruva på olika parametrar i den kan forskarna undersöka hur saker som mörk materia eller mörk energi spelar en roll i vårt universum.
Mörk materia och mörk energi – vad är det egentligen?
Majoriteten av vårt universum tros bestå av mörk materia, som förmodas vara den största drivkraften i galaxformationer och grupperingar. Mörk materia är en hypotetisk, osynlig massa som tros vara grunden till gravitation.
Eftersom det synliga innehållet i en galax inte kan förklara galaxens form, fördelning och rörelse argumenterar astrofysiker för att det måste finnas en typ av massa som ännu inte har identifierats. Denna massa verkar inte påverka vanlig massa i någon större utsträckning (genom att till exempel absorbera eller utsöndra fotoner), vilket gör den komplext ”mörk”.
Trots att man har så lite att gå på har forskare fortsatt att begränsa och identifiera egenskaperna hos den saknade materian, och tagit fram några idéer på vad den kan vara. Om den existerar utgör mörk materia upp till 85 procent av universums totala materia, och ungefär 25 procent av dess energi.
Mörk energi är en okänd kraft som enligt vissa hypoteser är orsaken till universums accelererande expansion – en effekt som hittills har observerats men inte kunnat förklaras till fullo. Baserat på nuvarande kosmologimodeller står mörk energi för omkring 68 procent av universums totala energi.
Den största simuleringen någonsin
Uchuu-simuleringen är den största och mest detaljerade simuleringen av universum som någonsin har skapats. Den innehåller 2,1 biljoner ”partiklar”, och mäter 9,6 miljarder ljusår tvärs över. Att skapa en så pass detaljerad modell kräver otroliga mängder beräkningskraft och minne. Teamet bakom Uchuu har använt mer än 40 000 processorkärnor och 20 miljoner datortimmar för att generera simuleringen som hittills har producerat mer än 3 petabytes data.
Det är alltså 3000 terabyte (TB) eller 3 miljoner gigabyte (GB) data, som tack vare högdensitetskompression har kunnat komprimeras till endast 100 TB lagringsutrymme. Det är fortfarande en enorm mängd data, men den kan förvaras på en enda hårddisk (om än en dyr sådan).
Simuleringen är tillräckligt detaljrik för att astronomerna ska kunna identifiera allt från kluster av galaxer, till en enskild galaxgloria av mörk materia.
Universum i din ficka
För den som vill är det möjligt att ladda ner Uchuu-simuleringen. Den kräver dock mycket utrymme, och att köpa en hårddisk som kan rymma hela universum kostar en fin slant.
Som tur är behöver man inte ha råd med en superhårddisk för att få tillgång till Uchuu-resultaten. Teamet bakom simuleringen har gjort rådatan tillgänglig online via en egen hemsida, så att alla ska få möjligheten att utforska det virtuella universumet.
