Bereits 1997 kam ein Team führender Wissenschaftler und Kosmologen zusammen, um die COSMOS-Rechenzentrum an der Cambridge-Universität. Unter der Schirmherrschaft des berühmten Physikers Stephen Hawking widmen sich diese Einrichtung und ihr Supercomputer der Erforschung der Kosmologie, Astrophysik und Teilchenphysik – letztendlich mit dem Ziel, die tieferen Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln.
Gestern gab das COSMOS-Zentrum unter dem Motto „Tribute to Stephen Hawking“ bekannt, dass es das vielleicht kühnste Experiment der kosmologischen Kartierung starten wird. Im Wesentlichen beabsichtigen sie, die bisher detaillierteste 3D-Karte des frühen Universums zu erstellen und die Position von Milliarden kosmischer Strukturen einschließlich Supernovae, Schwarzer Löcher und Galaxien darzustellen.
Diese Karte wird mit dem Supercomputer der Einrichtung erstellt, der sich im Cambridge Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics befindet. Derzeit ist er der größte Shared-Memory-Computer in Europa mit 1.856 Intel Xeon E5-Prozessorkernen, 31 Intel Many Integrated Core (MIC)-Coprozessoren und 14,5 Terabyte global gemeinsam genutztem Speicher.
Der Supercomputer COSMOS IX. Bildnachweis: cosmos.damtp.cam.ac.uk
Das 3D wird sich auch auf Daten stützen, die aus zwei früheren Erhebungen gewonnen wurden – den der ESA Planck-Satellit und der Dunkelenergie-Umfrage . Von ersterem wird das COSMOS-Team die detaillierten Bilder des Cosmic Microwave Background (CMB) – der Strahlung, die vom Big Ban übrig blieb – verwenden, die veröffentlicht im Jahr 2013 . Diese Bilder des ältesten Lichts im Kosmos ermöglichten es Physikern, ihre Schätzungen für das Alter des Universums (13,82 Milliarden Jahre) und seine Expansionsrate zu verfeinern.
Diese Informationen werden mit Daten aus dem Dark Energy Survey kombiniert, der die Expansion des Universums im Laufe der letzten 10 Milliarden Jahre zeigt. Aus all dem wird das COSMOS-Team die frühe Verteilung der Materie im Universum mit ihrer anschließenden Expansion vergleichen, um zu sehen, wie die beiden miteinander verbunden sind.
Während in der Vergangenheit kosmologische Simulationen durchgeführt wurden, die die Evolution und die großräumige Struktur des Universums untersuchten – wie z Evolution und Zusammenbau von GaLaxies und ihren Umgebungen (EAGLE)-Projekt und die Umfrage des Institut für Physik und Mathematik des Universums an der Tokyo University – dies ist das erste Mal seither, dass Wissenschaftler Daten des frühen Universums mit seiner Entwicklung vergleichen.
Das Projekt wird voraussichtlich auch durch den Einsatz der ESA Euklid-Sonde , die 2020 gestartet werden soll. Diese Mission wird die Formen und Rotverschiebungen von Galaxien messen (mit einem Blick in die Vergangenheit von 10 Milliarden Jahren) und so Wissenschaftlern helfen, die Geometrie des „dunklen Universums“ zu verstehen – also wie dunkle Materie und dunkle Energie insgesamt beeinflussen.
Künstlerische Darstellung der Euclid-Sonde, die 2020 starten soll. Credit: ESA
Die Pläne für die 3D-Karte des COSMOS-Zentrums werden auf der Starmus-Wissenschaftskonferenz , die vom 2. bis 27. Juli 2016 auf Teneriffa – der größten der Kanarischen Inseln vor der Küste Spaniens – stattfindet. Auf dieser Konferenz wird Hawking die Details des COSMOS-Projekts diskutieren.
Das Thema des Projekts – „Beyond the Horizon – Tribute to Stephen Hawking“ – war nicht nur der Mann, der das COSMOS-Team zusammenbrachte, sondern auch wegen Hawkings langjährigem Engagement für Physik und Kosmologie. „Hawking ist ein großartiger Theoretiker, aber er möchte seine Theorien immer mit Beobachtungen überprüfen“, sagte Prof. Shellard in einem Cambridge Pressemitteilung . „Was entstehen wird, ist eine 3D-Karte des Universums mit den Positionen von Milliarden von Galaxien.“
Hawking wird auch die allererste Stephen-Hawking-Medaille für Wissenschaftskommunikation überreichen, eine von Hawking ins Leben gerufene Auszeichnung, die an diejenigen verliehen wird, die dazu beitragen, die Wissenschaft durch Medien – d. h. Kino, Musik, Literatur und Kunst – in der Öffentlichkeit zu fördern. Weitere Redner, die an der Veranstaltung teilnehmen werden, sind Neil deGrasse Tyson, Chris Hadfield, Martin Rees, Adam Riess, Rusty Schweickart, Eric Betzig, Neil Turok und Kip Thorne.
Professor Hawking und Kollegen von der Royal Society geben die Einführung der Stephen Hawking Medal for Science Communication am 16. Dezember 2015 bekannt. Credit:starmus.com
Natürlich hofft man, dass die Erstellung dieser 3D-Karte aktuelle kosmologische Theorien bestätigt, die das aktuelle Alter des Universums und ob das Standardmodell der Kosmologie – aka. das Lambda Cold Dark Matter (CDM)-Modell – ist tatsächlich das richtige. Wie Hawking sicherlich hofft, könnte uns dies einer Theorie von allem einen Schritt näher bringen!
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