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Modellrechnung: Unser Universum im Computer

Wissenschafter haben ein Universum im Computer erschaffen, das unserem verblüffend ähnlich sieht. Mit dieser bisher genauesten Simulation wollen die Forscher die Entwicklung des Kosmos’ besser verstehen. Das Team um Mark Vogelsberger vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) stellte sein virtuelles Weltall jüngst im britischen Fachblatt „Nature“ vor. Die Simulation zeigt die Entwicklung des Universums vom Urknall bis heute und reproduziert damit rund 13 Milliarden Jahre kosmische Geschichte. Die Modellrechnung namens Illustris erreicht dabei eine etwa zehnmal feinere räumliche Auflösung als frühere Simulationen. Nach und nach entsteht in ihr ein ganzer Zoo von Galaxien, wie er sich heute im echten Weltall tatsächlich beobachten lässt: Es gibt große und kleine, elliptische und spiralförmige Galaxien sowie irregulär geformte, die meist aus der Kollision zweier anderer Galaxien hervorgegangen sind.

Erstmals ist es den Wissenschaftern gelungen, sowohl den beobachteten Formenreichtum der Galaxien als auch die ganz großräumige Verteilung der Materie im Weltall in einer gemeinsamen Modellrechnung zu reproduzieren. Das Gewimmel der unterschiedlichen Galaxien auf einer „Himmelsaufnahme“ des virtuellen Universums lässt sich kaum von der echten, bisher tiefsten Aufnahme unseres realen Weltalls mit dem „Hubble“-Weltraumteleskop unterscheiden, dem sogenannten „Hubble“ Ultra Deep Field“ (UDF). „Die Ergebnisse von Illustris markieren einen Umbruch in theoretischen Studien der Galaxienentstehung“, betonte Ko-Autor Volker Springel vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS), der das verwendete Computerprogramm geschrieben hat.

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