1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Priča dana

Istrazivanje svemira na racunalu

Svemir je oduvijek fascinirao covjeka i nametao brojna pitanja. U meduvremenu su znanstvenici dali odgovore na neka od tih pitanja, ali nezamislive udaljenosti u svemiru predstavljaju istraživacima veliku prepreku. Jer, samo galaksija u kojoj se nalazi naš suncev sustav tako je velika da ju svjetlo prode za oko 100 tisuca godina. A takvih galaksija u svemiru ima na stotine milijuna. Znanstvenici zato posežu za kompjutorskim simulacijama i pronalaze odgovore na još neka otvorena pitanja.
Baveci se razvojem svemira od velikog praska do danas, astronomi u svijetu rade pod sloganom raditi odvojeno, ujedinjeno istraživati. Jedni promatraju galaksije, goleme zvjezdane sustave, one bliske i daleke, drugi eksperimentiraju u svemiru. Zar je eksperimentiranje moguce? Naravno, kaže Matthias Steinmetz, direktor potsdamskog Instituta za astrofizikalna istraživanja. Svoje eksperimente doduše ne provodi u laboratoriju, vec na kompjutoru. U virtualnu simulacijsku kutiju ubaci sve što je svemiru potrebno za razvoj: "Najbitnija je takozvana crna materija. Nešto o cemu ništa ne znamo, ne znamo što je to zapravo, ali znamo da to dominira u gravitacijskom polju i galaksiji. Rijec je o masi o cijem podrijetlu još ništa ne znamo.. Sljedece je ono što vidimo - zvijezde, a tu je vec i prvi problem. Naime, ne znamo tocno kako se formiraju zvijezde. Imamo nekoliko ideja, a to moramo u kompjutorima i modelirati. Dodatno zvijezde tvori naravno i plin. To je treca komponenta, koja mora uci u takvu simulaciju."

Kada su na okupu svi bitni sastojci, kao što su materije i sile, nakon mnogih proracunatih vremenskih etapa u simulaciji se iz gotovo ujednacene plinske kaše kratko nakon Velikog praska stvara svemir, koji je danas vrlo struktuiran, sa svim lancima galaksija. Takva simulacijska kutija doduše mora imati dužinu ruba od najmanje 150 milijuna svjetlosnih godina, kako bi se stvarno prikazalo sasvim prosjecno podrucje svemira.

"To znaci da moramo simulirati tako veliki volumen, s druge strane želimo galaksiju rašclaniti u njezine lokalne strukture. To su strukture koje imaju prosjek nekoliko tisuca svjetlosnih godina. S današnjim kompjutorima to se još uvijek ne može napraviti istodobno, i potrajat ce nekoliko godina dok se do toga dode..."

Modeli velikih prostornih struktura za sada samo pokazuju gdje se tijekom kozmickog razvoja u svemiru galaksije nalaze, ali ne kako one tocno izgledaju. Postoji nekoliko vrsta galaksija - neke su spiralne, neke elipticne, druge su pak nešto izmedu. Veliko je pitanje: kako uopce dolazi do tih razlika. Kako bi istodobno simulirali velike prostorne strukture u svemiru i izracunali razvoj pojedinih galaksija današnjim bi kompjutorima trebalo astronomski dugo vremena. Stoga - u nuždi se postaje inovativan, pa se tako ekipa Matthiasa Steinmetza dosjetila jednoga trika, kako bi ipak doznala nešto više o pojedinim galaksijama: "Prakticno pustimo da se odvijaju velike prostorne strukture, kako bismo vidjeli gdje se galaksije stvaraju, izaberemo neko podrucje, to podrucje vratimo na pocetak i zatim cijeli proces pratimo u povecanom omjeru."

Astronomi u neku ruku naknadno postave superpovecalo tocno na ono mjesto gdje se nalazi izabrana galaksija. No, za preciznu simulaciju cak i jednog manjeg volumena potrebna su doslovce tri mjeseca izracunavanja na najsuvremenijim racunalima. Ali, trud se isplati: "Prvo što nas je oduševilo bilo je da smo u kompjutoru uistinu uspjeli modelirati da neke galaksije koje se manje sudaraju postaju spiralne, a neke elipticne. Dobijamo prvi uvid u odnos mješavine razlicitih tipova galaksija."

Simulacija u totalu i rašclanjeni modeli galaksija vrlo jasno pokazuju kako jedna tipicna galaksija u svemiru ima vrlo dinamican životni put:
"Ona prakticno pocinje sasvim mala i tvori se tako da se sudaraju sve manji fragmenti tako da se komad po komad stvara velika galaksija. Može biti da se za jednu galaksiju sudara više dijelova, ali zato su oni manji, dok ih je kod drugih galaksija manje, ali su komadi veci. To odlucuje hoce li na kraju biti spiralna ili elipticna galaksija. Mi želimo doci do pravog odnosa mješavine, a tu imamo još malo posla - trenutno dobijamo previše elipsa u odnosu prema spiralama. Nešto još nije dovoljno ili na nekom mjestu u simulaciji još uvijek nije shvacena fizika..." prica Steinmetz.

Cak i ako na nekim mjestima astronomi šepaju, prvi puta su im uspjeli proracuni koji istodobno prikazuju kako s jedne strane materija opcenito u svemiru stvara prostornu strukturu, a drugo, kako se pri tom ponašaju galaksije pojedinacno. Za sada istraživaci tek naslucuju kakvi su procesi obilježavali galaksije u mladem razdoblju svemira. Slika je još uvijek mutna, ali postaje sve jasnija - jer astronomi su se tek sada pravo uhvatili u koštac sa svemirom: naoružani teleskopima i kompjutorima promatraju ga i simuliraju. (Dirk Lorenzen) 18.11.03