Open Source im professionellen Einsatz
Linux-Magazin 11/2017
© maxkrasnov, 123RF

© maxkrasnov, 123RF

Kaleidoskop der Wissenschaft: "Ohne Open Source wären wir aufgeschmissen."

Rückrechnung

Das Universum ab Anbeginn der Zeit spiegelt sich in den Gleichungen, mit denen Astrophysiker Supercomputer füttern. Was herauskommt, sind Entwicklungshypothesen, die sich an Beobachtungen messen lassen.

278

Volker Springel: Wir verfolgen die Entwicklung des Universums von einer Zeit kurz nach dem Urknall bis zur heutigen Epoche, also über einen Zeitraum von gut 13 Milliarden Jahren. Am Anfang gibt es noch keine Sterne und keine Schwarzen Löcher und die Materie ist gleichmäßig im Raum verteilt. Mit der Zeit entstehen dann aber kleine Strukturen unter dem Einfluss der Schwerkraft (Abbildung 1), die schließlich zu Galaxien unterschiedlicher Größe heranwachsen. So eine Galaxie ist ein riesiges System aus etwa 100 Milliarden Sternen, oft in der Form einer sich drehenden Scheibe, wie etwa auch unsere eigene Milchstraße. Im Zentrum befindet sich ein superschweres Schwarzes Loch, und das Ganze ist eingebettet in eine große Wolke aus Dunkler Materie, die einen Großteil der Masse im Universum ausmacht.

Abbildung 1: Künstlerische Darstellung von chaotischen Feldlinien um einen entstehenden Stern.

Unsere Simulationen berechnen die physikalischen Wechselwirkungen zwischen all diesen Komponenten. Wenn das Ergebnis mit den Beobachtungen übereinstimmt, ist das ein Beleg für die Tragfähigkeit unserer theoretischen Vorstellungen über die Entwicklung des Kosmos, wenn nicht, kann man damit bestimmte Theorien widerlegen.

Volker Springel:: Da wir versuchen, das ganze sichtbare Universum zu berechnen, ist unser Appetit auf leistungsfähige Computer natürlich extrem groß (Abbildung 2). Uns hilft daher sehr, dass Supercomputer von Jahr zu Jahr schneller werden, auch wenn das derzeit vor allem durch eine immer größere Zahl von Kernen erfolgt. Letzteres macht es für uns aber immer schwieriger. Denn wir müssen den Grad der Parallelität weiter in die Höhe schrauben und die Rechenarbeit auf immer mehr Schultern verteilen. Da alle Teile unserer Rechnungen eng miteinander verzahnt sind, ist dies sehr anspruchsvoll und bei bestimmten Algorithmen gibt es fundamentale Grenzen für die erreichbare Parallelität.

[...]

Linux-Magazin Online veröffentlicht alle Print-Artikel, die seit 2001 im Linux-Magazin erschienen sind. Damit steht Ihnen ein hochwertig bestücktes Archiv bis hin zu den Beiträgen der aktuellen Ausgabe online zur Verfügung. Die über 3000 Artikel sind größtenteils kostenlos zugänglich, nur für Beiträge (als PDF) der jüngsten zehn Linux-Magazine ist eine kleine Gebühr fällig.

Diesen Artikel als PDF kaufen

Express-Kauf als PDF

Umfang: 3 Heftseiten

Preis € 0,99
(inkl. 19% MwSt.)

Linux-Magazin kaufen

Einzelne Ausgabe
 
Abonnements
 
TABLET & SMARTPHONE APPS
Bald erhältlich
Get it on Google Play

Deutschland

Ähnliche Artikel

  • Astrophysik mit Linux II

    In Simulationen wie Aquarius gipfelt jahrelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Neben der Simulationssoftware kommen weitere, erstaunliche Open-Source-Tools zur Berechnung und Darstellung physikalischer Prozesse zum Einsatz.

  • Linux-Superrechner errechnet Fundort dunkler Materie

    Die Ergebnisse der dunkle-Materie-Simulation Aquarius liegen vor. Dabei half der Linux-Superrechner HLRB II im Forschungszentrum Garching bei München. Die Simulationssoftware wird im Lauf des nächsten Jahres quelloffen.

  • 24c3: Entstehung des Universums auf Linux-Superrechnern

    Die Aquarius-Simulation des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) soll Aufschluss über dunkle Materie geben, indem sie sie von der Entstehung des Weltalls bis zur Gegenwart auf einem Linux-Superechner nachbildet. Das war auf dem Kongress des Chaos Computer Club in Berlin zu erfahren.

  • Astrophysik mit Linux I

    85 Prozent der Materie im Weltall ist unsichtbar. Am Max-Planck-Institut für Astrophysik erforschen Wissenschaftler diese dunkle Seite des Universums auf einem ballsaalgroßen Rechnernetz: In der Aquarius-Simulation errechnet der Linux-Superrechner HLRB II eine Himmelskarte des Unsichtbaren.

comments powered by Disqus

Stellenmarkt

Artikelserien und interessante Workshops aus dem Magazin können Sie hier als Bundle erwerben.