Eerste 2 miljard jaar van het universum onthuld in verbluffende simulatie: ‘Spannende nieuwe grens’

Het lijkt wel een babyfoto van het heelal.

Astronomen zijn er in geslaagd de meest gedetailleerde simulatie tot nu toe te bouwen van het jonge universum.

Ontwikkeld door het Center for Astrophysics, toont het Lumina-model hoe het heelal zich ontwikkelde in de eerste twee miljard jaar na de Oerknal, meldde The Telegraph.

Een video van deze oeroude reconstructie, het resultaat van een samenwerking tussen het Smithsonian Astrophysical Observatory en het Harvard College Observatory, begint met het universum als een kubus van 1,5 miljard lichtjaar zijde.

Voor zover astronomen kunnen nagaan, gaf dit beeld weer hoe het heelal eruitzag toen het ongeveer 1,5 miljard jaar oud was, gevuld met fijne draden van donkere materie en helder gas.

Deze kosmische bouwstenen verstrengelden zich met licht en snel bewegende vluchtige deeltjes over miljarden jaren en vormden zo de eerste structuren in het universum, aldus Smithsonian Magazine.

“We voelen ons enorm bevoorrecht dat we simulaties zoals Lumina kunnen bouwen,” zei Dr. Aaron Smith, natuurkundige aan de University of Texas at Dallas en coauteur van een artikel in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Voor het eerst kunnen we volgen hoe waterstof en helium zich over zo’n enorm deel van het heelal ontwikkelden naar hun moderne vormen, terwijl we tegelijk de individuele sterrenstelsels en andere lichtgevende objecten die die transformatie aandrijven blijven onderscheiden.”

Door de embryonale fase van het heelal in kaart te brengen, zijn de onderzoekers erin geslaagd abstracte theorieën over die vroege veranderingen om te zetten in beeldmateriaal met een nooit eerder vertoonde detaillering.

Het tot leven brengen van dit microkosmos vereiste meer dan 15.000 grafische verwerkingseenheden die draaiden op Frontier, een van ’s werelds snelste supercomputers, gehuisvest bij het Oak Ridge National Laboratory in Tennessee.

Dankzij dit enorme rekenvermogen konden de onderzoekers een ongekend groot deel van het universum beslaan — meer dan honderd keer het volume van eerdere Lumina-versies — terwijl ze tegelijk de vorming van afzonderlijke sterrenstelsels en zwarte gaten in beeld brachten.

Belangrijk is dat wetenschappers de voorspellingen van Lumina straks kunnen vergelijken met waarnemingen van de James Webb Space Telescope en andere astronomische instrumenten.

Die vergelijking zal onderzoekers in staat stellen om te toetsen of hun theorieën over de wetten van het universum kloppen of bijgesteld moeten worden.

“Het vroege heelal is een spannende nieuwe grens in de astrophysica geworden,” zei Oliver Zier, computationeel fysicus bij het Center for Astrophysics en hoofdauteur van de studie over het Il‑Lumina‑ting-model. “Na jaren van werk, met hoogte- en dieptepunten, is het ongelooflijk bevredigend om de simulatieresultaten te zien en onze voorspellingen tot leven te zien komen.”

Hij voegde eraan toe: “Om te begrijpen wat we met deze telescoop zien, moeten we onze theorieën vertalen naar gedetailleerde voorspellingen.”