Ausschnitt aus dem Universum, erzeugt per Computersimulation: Das Universum hat die Struktur von Fäden, die sich im Raum erstrecken und sich in hellen Flecken treffen. Die Flecken sind Galaxienhaufen
Volker Springel / Christian Klingenberg
Der menschliche Verstand ist nicht in der Lage, sich das Universum vorzustellen. Das gelingt ansatzweise mit der Computertechnik. Nun wollen zwei Forscher Galaxien simulieren und bekommen dafür 100 Millionen CPU-Stunden an einem der schnellsten Supercomputer zugeteilt.
Vieles in den unendlichen Weiten des Universums bleibt selbst für die besten Astrophysiker ein Rätsel. Um zumindest einen Teil davon zu lösen, wollen sie nun einen Supercomputer bemühen, um zu simulieren, wie sich das Universum bis heute entwickelt hat. Forscher aus Würzburg und Heidelberg haben dazu Rechenzeit im Wert von knapp fünf Millionen Euro auf einem Supercomputer bewilligt bekommen. Konkret wollen der Würzburger Mathematiker Professor Christian Klingenberg und der Heidelberger Astrophysiker Professor Volker Springel die zeitliche Entwicklung des Universums von kurz nach dem Urknall bis heute detailliert am Computer simulieren.
Bereits vor vier Jahren, 2012, genehmigte ihnen die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) das Projekt „Exascale simulations of the universe including magnetic fields“. Seitdem haben die beiden Professoren so viel erarbeitet, dass sie nun an einen möglichst neuen Höchstleistungsrechner müssen, um mit ihrem Simulationsprojekt weiterzukommen. Zur Auswahl stehen in der Bundesrepublik (Jülich, Stuttgart und Garching) drei große Höchstleistungsrechenzentren.
Magnetfelder des Universums simulieren
Unter der Leitung des Gauss Center for Supercomputing werden die verschiedene Rechnerarchitekturen koordiniert und Rechenzeit an verschiedene Wissenschaftsteams vergeben. Die beiden Wissenschaftler wurden nun rund 100 Millionen CPU-Stunden auf einem brandneuen Cray-Rechner in Stuttgart zugeteilt. Noch in diesem Monat werden die Wissenschaftler in Stuttgart Simulationen durchführen, die auf vorherigen Rechnungen am Höchstleistungszentrum in Garching aufbauen – diese umfassten nur etwa ein Drittel der jetzt geplanten. In Garching gelang es, bei der Simulation Galaxien abzubilden.
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Bei dem neuen Vorhaben sollen die Galaxien jetzt noch genauer simuliert werden, und zwar unter Berücksichtigung von Magnetfeldern. Die Astronomen können später aus den enormen Datenmengen unter anderem vorhersagen, wo und was sie im Universum beobachten sollten. Alles in allem würden die neuen Simulationen dazu beitragen, ein wesentlich genaueres Bild vom Universum und seiner Entstehung zu erlangen, als es heute der Fall ist.