Uchuu ist die größte Simulation der Geschichte des Universums, die je gemacht wurde. Es ist für jedermann zugänglich und wird bereits an mehreren Universitäten eingesetzt, um das Leben von Galaxien zu verstehen.
Es heißt Uchuu, was auf Japanisch "tiefer Weltraum" bedeutet, und ist die größte und realistischste Simulation des heutigen Universums, die je geschaffen wurde. Die Simulation von Tomoaki Ishiyama, über die in der neuesten Ausgabe des Royal Astronomical Journal berichtet wird, hilft bereits der astronomischen Forschung auf der ganzen Welt.
Uchuu: 13 Milliarden Jahre Geschichte
Die Größe der gewaltigen Simulation, deren Code von Professor Ishiyama geschrieben wurde, an deren Entwicklung aber Forscher aus der halben Welt beteiligt waren, ist nicht nur physikalisch, sondern deckt zum ersten Mal in der Geschichte eine Entfernung von mehr als 9 Milliarden Lichtjahren von einem Ende zum anderen ab.
Uchuu wurde mit Hilfe von ATERUI II entwickelt, dem leistungsstärksten Computer, der seit 2018 in den astronomischen Wissenschaften im Einsatz ist, um die Entwicklung von Konzentrationen dunkler Materie zu untersuchen, aus denen Galaxien entstehen.
Es handelt sich um eine Simulation, die sich auf großräumige Objekte konzentriert, weshalb einzelne Planeten nicht detailliert dargestellt werden, und insbesondere auf ihre Entwicklung im Laufe der Zeit. In diesem Fall sind Milliarden von Jahren erforderlich, um zu untersuchen, wie Galaxien entstehen. Uchuu deckt 13,8 Milliarden Jahre der Geschichte des Universums ab.
Uchuu wird bereits von Studenten und Institutionen auf der ganzen Welt genutzt: Die Studentin Julia F. Ereza vom Andalusischen Institut für Astrophysik hat es bereits zur Analyse der großräumigen Struktur des Universums eingesetzt.
"Uchuu ist wie eine Zeitmaschine: Man kann vorwärts und rückwärts gehen, die Zeit anhalten, an eine einzelne Galaxie heranzoomen oder sich entfernen, um den ganzen Haufen zu sehen", sagt der Student, "wir können sehen, was wirklich in jedem Moment und an jedem Ort im Universum passiert, von den Anfängen bis zur Gegenwart. Uchuu ist erst seit wenigen Tagen der Weltöffentlichkeit zugänglich, aber es ist bereits ein grundlegendes Instrument zur Erforschung des Kosmos.
Das Universum für jedermann
Uchuu ist eine Simulation, die mehr als 2 Billionen Teilchen in einem 9 Milliarden Lichtjahre großen Rechenwürfel umfasst. Alle Daten von Uchuu wurden in einem 100 Terabyte großen Katalog zur Verfügung gestellt, den natürlich kein Heimcomputer herunterladen kann. Daher wurde die größte Simulation des Universums, die jemals erstellt wurde, der Weltöffentlichkeit über eine Cloud zur Verfügung gestellt, die in der andalusischen Einrichtung Eereza gehostet wird.
Um produktiv auf die Unendlichkeit des simulierten Universums zugreifen zu können, braucht man natürlich einige Grundkenntnisse: Man muss zum Beispiel das kosmologische Standardmodell kennen.
Aber Ishiyamas Idee ist wirklich allumfassend, zumindest auf technologischer Ebene: "Um Uchuu zu produzieren, haben wir alle 40.200 verfügbaren Prozessoren verwendet, die 48 Stunden am Tag im Einsatz waren. Wir haben zwanzig Millionen Stunden Supercomputerarbeit verbraucht", erklärt Ishiyama, "und dabei das Äquivalent von 894.784.853 Fotos von einem 12-Megapixel-Handy erzeugt."
Zukünftige Versionen von Uchuu werden eigene Simulationen enthalten, zum Beispiel über die Entstehung bestimmter Galaxien und aktiver galaktischer Kerne, die es uns ermöglichen werden, viel über die Entstehung des Universums und seine Zukunft zu erfahren.