In de bekende gamereeks The Sims kun je een huis vol mensen simuleren, inclusief hun sociale activiteiten. Klinkt indrukwekkend, maar sterrenkundigen pakken het veel grootschaliger aan. Zij simuleren de bijna 14 miljard jaar durende evolutie van het complete heelal.

Stel je voor dat je de levensloop van het heelal een biljard keer zou kunnen versnellen – een één met vijftien nullen. Wat in werkelijkheid 13,8 miljard jaar duurde, van de oerknal tot het heden, voltrekt zich dan in zeven minuten. Door de uitdijing van het heelal worden alle afstanden in die zeven minuten ruim duizend keer zo groot, maar tegelijkertijd begint de materie onder zijn eigen zwaartekracht samen te klonteren. Al snel zie je gigantische, langgerekte clusters en individuele sterrenstelsels ontstaan. En als je ver genoeg inzoomt, zou je rond de vijfde minuut getuige kunnen zijn van de geboorte van zon en aarde.

Onmogelijk? Nou, de nieuwste kosmologische computersimulaties komen al een heel eind in de richting. Op zich is dat niet zo gek: alles in de kosmos gehoorzaamt aan natuurkundige wetten, en die zijn in wiskundige formules en computeralgoritmes te vangen. Als je kunt uitrekenen wat er gebeurt bij de botsing van twee biljartballen, kun je de evolutie van het heelal simuleren, in elk geval bij benadering. Een kwestie van voldoende rekenkracht – en natuurlijk van slim programmeren. “Over twintig jaar zullen de simulaties alleen maar nóg groter, gedetailleerder en sneller zijn”, zegt Evgenii Chaikin van de Universiteit Leiden. “Dan zullen we nog meer natuurkundige processen in de berekeningen kunnen meenemen.”

Dit is het begin van het artikel ‘De kosmos in je computer’ te vinden in KIJK 10/2022. Deze editie ligt in de winkel vanaf 15 september tot en met 12 oktober.

Meer informatie:

• Quanta Magazine: The Universe Is Not a Simulation, but We Can Now Simulate It
• YouTube: Black Hole Cam: Observing supermassive black holes in virtual reality
• Computational Astrophysics and Cosmology: Observing supermassive black holes in virtual reality
• KIJK: Het universum knalt en knettert
• KIJK: Drie keer overtuigend bewijs voor de oerknal

Tekst: Govert Schilling

Beeld: Jordy Davelaar/COLUMBIA UNIVERSITY

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!