CL078 Ein Würfel-Universum: Die Millenium-Simulation und die Entwicklung des Kosmos

Evi: Hallo und herzlich willkommen zu einer neuen Folge von Cosme Glatte.

Evi: Wieder mit mir Eva und diesmal Elka. Hallo Elka.

Elka: Hallo Eva.

Evi: Wie geht es dir? Das ist ja auch mit dir jetzt die erste Folge im neuen Jahr.

Evi: Also es ist ja schon der Jänner fast vorbei, wenn diese Folge ausgestrahlt wird.

Evi: Ich habe jetzt mit der Jana schon letztens aufgenommen, unsere erste Folge.

Evi: Da haben wir noch über Neujahrsvorsätze gesprochen, aber die sind ja mittlerweile fast passé.

Evi: Aber ich glaube im Jänner gibt es noch andere aktuelle Themen, oder?

Elka: Ja, bei mir ist das jetzt schon so lange her, dass wir aufgenommen haben,

Elka: dass ich fast mein Mikro nicht gefunden hätte, weil ich ziehe nämlich gerade um.

Evi: Ah ja, du bist ja übersiedelt oder bist noch dabei.

Elka: Ja, ich meine, wir sind jetzt schon länger in der neuen Wohnung,

Elka: aber alles ist noch in Kisten fast verpackt und das Mikro war auch noch verpackt.

Elka: Aber es wurde jetzt mal Zeit, das wieder auszukramen und im Betrieb zu sitzen.

Evi: Sieht man, es war ja nochmal Zeit, dass wir eine Folge hier aufnehmen.

Elka: Genau, genau. Ja, sonst geht es mir eh gut, eben Chaos.

Elka: Aber sonst eine besondere Sache, die gerade ansteht bei mir ist,

Elka: dass ich Ballbotschafterin bin, den Wiener Ball der Wissenschaften.

Elka: Hast du das schon mal gehört?

Evi: Ja, natürlich, den Ball der Wissenschaften kenne ich. Der Jänner ist ja die Ballsaison.

Evi: Also da finden ja im ganzen Land die verschiedensten Bälle statt und der Ball

Evi: der Wissenschaften ist einer von denen.

Evi: Gehst du öfters auf Bälle oder ist das für dich was Besonderes?

Elka: Nein, schon was Besonderes. Das letzte Mal war ich am TU-Ball.

Elka: Und das war, glaube ich, während meinem Bachelorstudium, also sicher schon über

Elka: zehn Jahre her, über zwölf, dreizehn Jahre her.

Elka: Und ich hatte auch gar kein Ballkleid mehr, das mir passt.

Elka: Also das war jetzt ein bisschen Action und mein Freund hat so ein,

Elka: kein Frack, ein Smoking hatte sich besorgen müssen, genau.

Elka: Aber es ist recht cool, ich bin schon sehr gespannt. Bist du öfter auf Bälle oder ihr?

Evi: Wenn wir jetzt das hier aufnehmen, ist ja dein Ball noch in der Zukunft mein

Evi: Ball. ist schon in der Vergangenheit, also ich war als letztes Wochenende bei

Evi: uns auf dem Ball der Stadt, beim Ballroyal und ja, also ich habe das schon ganz gern.

Evi: Einmal im Jahr finde ich das ganz nett, auf ein, zwei Bälle zu gehen und bei

Evi: uns ist das halt schon auch immer, es ist im,

Evi: Casino, da ist es wirklich sehr groß, auch auf drei Ebenen, mit verschiedenen

Evi: Sälen, die du da hast und es hat schon etwas, ja, also ich mag das auch dann,

Evi: sich das einmal im Jahr, ich meine, zwar mein Ballklett ist sehr klein mittlerweile, also eng,

Evi: aber ich bin stolz auf, dass es mir noch passt, aber es ist wirklich so ein

Evi: klassisches Baldkleid, so ein Korsagekleid und das hat halt auch wirklich so

Evi: diese Metallverstrebungen.

Evi: Drinnen, damit es halt wirklich so schön Korsage-artig ist und es ist wunderschön,

Evi: es gefällt mir noch immer sehr gut, aber es ist auch

Evi: etwas unbequem zu tragen. Und ich bin dann immer ganz froh, wenn wir dann wieder

Evi: nach Hause kommen und ich kann das Kleid wieder ausziehen und es ist alles gemütlich.

Evi: Aber ich mag das schon ganz gerne, also dieses dann alles Walzer,

Evi: wenn es dann der Ball eröffnet ist, das finde ich dann schon ganz schön.

Evi: Und einer meiner Lieblingsbälle, der kommt jetzt erst im Februar, ist ja die Redoute.

Evi: Der ist allerdings immer am Rosenmontag. Das heißt, es ist am nächsten Tag dann

Evi: immer ein normaler Arbeitstag.

Evi: Aber den finde ich recht nett, weil da ist die Tradition, dass man vor Mitternacht

Evi: eine Maske trägt, also quasi da verhüllt ist, dass man nicht erkennbar ist, wer man ist.

Evi: Und dann quasi zur Mitternacht lässt man dann die Maske fallen.

Evi: Ich finde das ganz nett, das ist ein sehr schöner Ball auch bei uns.

Elka: In Baden.

Evi: Ja genau, der ist in Baden. Aber ich glaube, diese Redoute-Bälle gibt es überall.

Evi: Also das ist, glaube ich, kein Badending.

Evi: Aber du, bevor wir jetzt noch starten in unser heutiges Thema,

Evi: musst du mir noch sagen, was macht man denn als Ballbotschafterin?

Elka: Also nicht sehr viel, muss man sagen. Naja, es geht einfach darum,

Elka: dass man sich so eine Ballbotschaft überlegt, also eine Botschaft,

Elka: die man über die Wissenschaft nach außen tragen will.

Elka: Und meine Ballbotschaft, die war natürlich, dass die Wissenschaft in die Mitte

Elka: der Gesellschaft gehört und nicht in einen Elfenbeinturm und dass ich die Wissenschaft

Elka: den Menschen nahe bringen möchte.

Elka: Und genau, es gibt noch ein paar andere BallbotschafterInnen,

Elka: die kommen jetzt nicht alle so aus der Naturwissenschaft, sondern es ist auch

Elka: zum Beispiel eine Schriftstellerin dabei, also Wissenschaft so im großen Sinne natürlich.

Elka: Das Coole ist, sie werden halt eingeladen auf das Ticket und haben einen Empfang

Elka: mit dem Bürgermeister und so, also das ist recht cool und dafür haben wir Social

Elka: Media Videos aufgenommen und einfach dem Ball so mehr Öffentlichkeit gegeben.

Evi: Okay.

Elka: Aber ich denke mir, unsere deutschen HörerInnen denken sich,

Elka: was ist mit diesen Leuten?

Elka: Ball, Bälle? Das klingt alles so alt hergebracht, aber in Wien ist das oder

Elka: in Österreich ist das relativ normal, dass man auf Bälle geht.

Evi: Glaubst du, dass das in Deutschland nicht so verbreitet wird?

Elka: Nein, glaube ich nicht. Nicht einmal, selbst jetzt so am Land sozusagen,

Elka: ist das ja gar nicht so verbreitet.

Evi: Dass man auf Bälle geht. Es hat so ein bisschen K&K-Touch natürlich.

Evi: Also ich meine, der Wiener Opernball, der ist ja schon sehr bekannt.

Evi: Aber wenn du da jetzt eine Botschaft hast, musst du dann quasi den Ball auch eröffnen? Nein, oder?

Elka: Nein, das wäre lustig. Einer von den Botschaftern, der hat auch so gesagt,

Elka: müssen wir dann tanzen? Also eröffnen mit einem Tanz?

Elka: Da haben wir ihn ein bisschen verorscht, aber nein, müssen wir nicht.

Elka: Ich kann nicht tanzen, muss ich sagen. Vielleicht sollte ich mal Walzer üben,

Elka: aber sonst kann ich nichts.

Evi: Ja, genau. Einen Tanz sollte man schon tanzen. Aber habt ihr da irgendwie so

Evi: einen Einmarsch oder sowas? Also ich war jetzt eben bei dem Ball von uns, von der Stadt.

Evi: Und in meiner Funktion als Gemeinderätin sind wir dann eben schon alle zusammen

Evi: mit Bürgermeisterinnen und Vertretern aus Land.

Evi: Und die da eben, also die Ehrengäste, sind wir dann auch einmarschiert dann

Evi: bei der Eröffnung. Also weiß ich nicht, wenn du da so eine offizielle Funktion

Evi: hast. Nein, nein, das müssen wir.

Elka: Na, gar nicht. Wir werden nur den Abend genießen. Es gibt voll viel Rahmenprogramm von Experimenten.

Elka: Und ich glaube, der eine Botschafter, der ist Italiener und hat diesen alternativen

Elka: Nobelpreis, dieser IK-Nobelpreis gewonnen für irgendeine Forschung über Pasta.

Elka: Und ich glaube, er wird Pasta machen. Also es gibt voll viel Rahmenprogramm,

Elka: aber ich bin nicht Teil davon. Ich muss da nichts machen.

Evi: Okay, sehr gut. Das ist gut.

Elka: Ja, und bevor ich dich jetzt, Eva, frage, was du heute für ein Thema mitgebracht

Elka: hast, gebe ich uns ein bisschen Zeit zum In-Uns-Kehren und sage gleich die Werbung an.

Elka: So, wir sind wieder zurück und ich bin jetzt eben sehr gespannt,

Elka: was du mitgebracht hast.

Elka: Ich habe schon eine Vermutung, du hast gemeint, das könnte was so in Richtung

Elka: auch so meinem Bereich mit Simulationen und Informatik sein.

Elka: Was genau ist denn dein Thema heute?

Evi: Ich bin jetzt schon wirklich sehr gespannt, also ich freue mich sehr auf das Thema heute,

Evi: was nämlich du auch dazu sagen wirst, ob du da vielleicht auch den einen oder

Evi: anderen Input hast für uns, weil in der letzten Folge, Kosmärkte 77,

Evi: habe ich mit Diana über numerische Methoden gesprochen und eben die Bedeutung in der Astronomie.

Evi: Und da ganz speziell haben wir auch gesprochen über die Entdeckung von Gravitationswellen

Evi: und wie man das eigentlich entdecken konnte aufgrund von diesen numerischen Methoden.

Evi: Und das ist ja alles immer sehr nah an Simulationen, Programmieren, Informatik.

Evi: Und deswegen habe ich mir gedacht, dass das ein Thema ist, das dir vielleicht

Evi: auch sehr gut gefallen könnte.

Evi: Ich bin schon gespannt. Also mich interessiert dann auch, ob du davon überhaupt

Evi: schon mal gehört hast, von einer ganz speziellen Simulation,

Evi: von der ich da heute sprechen werde. In der Astronomie, das finde ich ja das Spannende.

Evi: Wir stellen uns ja ganz große Fragen immer. Also wir fragen uns,

Evi: warum das Universum so aussieht, wie es aussieht.

Evi: Wie ist das, dass Galaxien und Galaxienhaufen so organisiert sind?

Evi: Wie kommt es zu diesen gigantischen Filamenten, dieses kosmische Netz und auch

Evi: diese gigantischen Leerräume natürlich, die da dazwischen sind?

Evi: Wieso schaut das alles so aus, wie es ausschaut?

Evi: Warum hat es sich so entwickelt nach dem Urknall?

Evi: Und das sind halt wirklich so diese riesigen, großen Maßstäbe des Universums,

Evi: die wir uns eigentlich sowieso nicht mehr vorstellen können.

Evi: Wir haben jetzt natürlich keine Möglichkeit, die Entwicklung des Universums in echt zu beobachten.

Evi: Also eben seit dem Urknall sind ja doch 14 Milliarden Jahre vergangen.

Evi: Also da können wir jetzt nicht schauen, okay, was passiert.

Evi: Wir haben da jetzt unsere Beobachtungen, aber da jetzt natürlich zu schauen,

Evi: okay, wie sich die Sachen entwickelt haben, warum genau solche Strukturen entstehen.

Evi: Also da haben wir eigentlich nur eine Möglichkeit und das sind natürlich Computersimulationen.

Evi: Da gibt es eben in der Astronomy wirklich sehr viele. Also das ist etwas,

Evi: was sehr oft gemacht wird und gebraucht wird auch, um Antworten zu finden auf Fragen.

Evi: Da ist natürlich jetzt eine Frage, wie simuliert man denn jetzt ein komplettes

Evi: Universum, weil das ist ja doch recht groß, wie packe ich das jetzt in einen Computer?

Evi: Da kann man jetzt natürlich sagen, okay, wir haben jetzt eben die realen Beobachtungsdaten

Evi: und wir wissen da jetzt so den Zustand vom Universum, haben unsere Naturgesetze

Evi: und unsere Theorien, Hypothesen, wie das alles entstanden ist und das packen

Evi: wir alles in den Computer und dann schauen wir mal, was passiert.

Evi: Das klingt jetzt immer so einfach und tatsächlich ist das recht komplex und

Evi: man muss sich da auch im Vorfeld einfach schon ein paar Sachen überlegen.

Evi: Also man kann ja nicht einfach das so reinschmeißen in den Computer und dann

Evi: mal schauen, was da passiert. In der Astronomie geht man da jetzt speziell vor.

Evi: Jetzt weiß ich nicht, wie weit bist du mit so Simulationen vertraut?

Evi: War das bei dir in der Ausbildung ein Thema?

Elka: Ja, ich habe meine Masterarbeit sogar über eine Simulation geschrieben.

Evi: Super, spannend.

Elka: Ja, nämlich nicht das ganz Großen, wie jetzt in der Astronomie,

Elka: sondern eine Simulation über das ganz Kleine, nämlich über Bestrahlungen.

Elka: Also wir haben simuliert, was passiert im Körper, wenn er mit Protonenstrahlung

Elka: beschossen wird, also für die Krebstherapie, für die Strahlentherapie.

Elka: Das waren sogenannte Monte-Carlo-Simulationen. Du kannst jetzt nicht das Ganze

Elka: deterministisch simulieren. Es passiert A und B und dann C, sondern es ist immer

Elka: eine Stochastik und Wahrscheinlichkeitstheorie dahinter.

Elka: Das war so ein Programm, wo ich da mit diesen Simulationen gearbeitet habe und

Elka: für dieses neue, damals recht neue Forschung und Medizinische Zentrum in Wiener

Elka: Neustadt mit Austron da ein paar Simulationen gemacht habe.

Elka: Ich bin jetzt keine Expertin deswegen in dem Bereich.

Elka: Ich habe auch nur Sachen angewendet. Da habe ich mich ein bisschen rumgespielt

Elka: mit beiden und diesen Monte Carlo-Simulationen.

Evi: Ja, in der Monte Carlo haben wir auch kurz angesprochen in der letzten Folge mit der Jana.

Evi: Da bin ich jetzt gespannt, inwieweit du da Parallelen dann findest,

Evi: wenn ich dir jetzt von den astronomischen Simulationen erzähle.

Evi: Ich nehme mal an, dass...

Evi: Die Schritte oder die Techniken ähnlich sind, aber wahrscheinlich geht man vielleicht

Evi: ein bisschen anders ran. Ich meine, am Anfang steht immer eine konkrete wissenschaftliche Frage.

Evi: Das ist eine der Voraussetzungen, dass du wirklich ganz klar deine Frage formulierst,

Evi: dass du dann halt eine sinnvolle Simulation aufsetzen kannst.

Evi: Du musst ja dann die Prozesse auch vereinfachen bis zu einem gewissen Grad.

Evi: Du musst es ja dann auf bestimmte Parameter oder sowas einschränken.

Evi: Das heißt, du brauchst halt dann wirklich die Frage, okay, was schaue ich mir

Evi: jetzt genau an? wie Galaxien entstehen oder wie kollidieren schwarze Löcher.

Evi: Wie entwickeln sich Planetensysteme und anhand von dem gehst du dann eben weiter

Evi: und machst eine Modellbildung.

Evi: Okay, für meine Frage, was für Prozesse sind da jetzt wichtig,

Evi: physikalische Prozesse und welche kann ich eben vernachlässigen?

Evi: Also bei uns ist es halt dann sowas wie die Gravitation, die eigentlich immer

Evi: dabei ist, aber habe ich eben auch Hydrodynamik bei Gasbewegungen,

Evi: Strahlungstransporte oder relativistische Sachen, also Relativitätstheorie.

Evi: Was muss ich alles beachten?

Evi: Magnetfelder oder Chemie? Also da gibt es ganz viele Sachen,

Evi: wo ich dann im Schaum sage, okay, gut, wie modelliere ich das jetzt?

Evi: Wie bringe ich das dann am besten rein?

Evi: Was ich da jetzt alles habe? Was spielt da alles eine Rolle?

Evi: Und dann muss man das natürlich übersetzen.

Evi: Also du hast dann deine Physik, da musst du dann deine Gleichungen finden.

Evi: Also bei der Gravitation ist es dann hauptsächlich eben die sogenannte Poisson-Gleichung.

Evi: Und da wird es dann bei euch wahrscheinlich auch verschiedene Sachen geben,

Evi: oder wird das dann quasi übersetzt, oder?

Elka: Ja, also ich meine, wegen der Auswahl von den Naturgesetzen,

Elka: die wichtig sind, das ist vielleicht am Anfang, denkt man da gar nicht dran,

Elka: aber das ist natürlich klar, dass der Computer nicht alle Naturgesetze der Physik

Elka: kennt und da muss man eben genau sagen, was ist wichtig.

Elka: Bei uns war es zum Beispiel so, das waren meistens so Bibliotheken,

Elka: die habe ich halt importiert mit Python und da hat dann sozusagen mein Programm

Elka: gelernt, wie Alpha-Strahlung und Beta-Strahlung und so weiter funktioniert.

Elka: Das heißt, das ist halt auf meinem Niveau sehr einfach gewesen,

Elka: weil ich dann sehr viel einfach benutzt habe oder sehr viel läuft einfach im

Elka: Hintergrund irgendwie mit und da muss man sich dann gar nicht mehr so darum

Elka: kümmern, wenn man das nur auf diesem Niveau macht. Und ich glaube,

Elka: das ist auch der Grund, warum...

Elka: Nicht alles InformatikerInnen sind, die daran arbeiten, weil sehr viel ist halt

Elka: schon so automatisiert oder einfach so vereinfacht bei diesen Simulationen,

Elka: dass du für die Anwendung musst du jetzt auch nicht selber alles programmieren

Elka: können, sondern ja, es reicht, glaube ich, wenn du zumindest InformatikerInnen

Elka: in der Nähe hast und die du tragen kannst, aber selber brauchst du jetzt auch

Elka: nicht unbedingt eine Ausbildung.

Evi: Also bei uns in der Astronomie ist das eben schon so, dass aufgrund der Fragestellungen

Evi: das dann oft so speziell ist, dass du natürlich ähnliche Lösungen hast.

Evi: Also du kannst dir dann schon sagen, okay, das und das.

Evi: Aber in Wahrheit musst du halt dann schon immer wieder die Programme anpassen

Evi: und dann schreiben und dass das halt dann eben zu deiner Fragestellung auch passt.

Elka: Anpassen eh, aber dafür musst du keine Informatik studieren, meine ich.

Elka: Also das machen bei euch ja auch Leute, die jetzt nicht Informatik studiert

Elka: haben, sondern sozusagen nur unter Anführungszeichen Astronomie.

Evi: Ja, programmieren muss man trotzdem können. Also das ist halt part of the game,

Evi: sage ich jetzt einmal so.

Evi: Vor allem, weil die Sachen analytisch nicht mehr lösbar sind.

Evi: Das heißt, du musst dann eben in die numerischen Methoden gehen und da brauchst

Evi: du halt dann genau die Sachen.

Evi: Ja, und ein wichtiger Punkt, das ist der Nächste. Du musst das alles dann diskretisieren.

Evi: Also du musst das dann alles in, weil jetzt der Computer eben jetzt nicht so

Evi: diese Felder kontinuierlich rechnen kann, musst du das alles jetzt eigentlich

Evi: ein bisschen, ich sage jetzt unter Anführungszeichen, zerlegen oder zerschneiden.

Evi: Wenn du den Raum hast, du so eine Art Gitter anlegen oder Teilchen, je nachdem.

Evi: Eben Zeit ist auch so etwas, du definierst ja dann eben Zeitschritte,

Evi: die Materie, die du hast, sind dann eben einzelne Einheiten und je nachdem hast

Evi: du dann eben auch die unterschiedlichen Ansätze, also das sind dann eben Teilchenmethoden,

Evi: wo du halt Endkörper hast, das wird wahrscheinlich bei dir dann auch der Fall

Evi: sein, eher solche Sachen.

Elka: Ja, bei uns heißt das Voxel, nennen wir das immer, also so wie Pixel, nur halt eben Raum.

Elka: Das sind die Voxel in dem kleinen Punkt, das berechnet wird.

Evi: Da hast du natürlich auch an jeder Zelle deine Dichte, Temperatur, Geschwindigkeit.

Evi: Und dann brauchst du halt deinen Algorithmus, deinen numerischen Algorithmus,

Evi: der dann halt das konkrete Rechenverfahren ist.

Evi: Das ist halt dann eben wirklich je nachdem, was du halt dann für eine Aufgabe hast.

Evi: Das sind dann halt eben die Sachen, die schon natürlich vordefiniert sind,

Evi: wie du zum Beispiel Differenzialgleichungen löst.

Evi: Da gibt es halt dann verschiedene Integrationsverfahren numerische,

Evi: die man da anwenden kann. oder eben diese Poisson-Gleichung,

Evi: die ich vorhin erwähnt habe, die ist ganz wichtig, eben gerade was die Gravitation

Evi: betrifft, ist das sehr wichtig.

Evi: Da gibt es auch verschiedene Methoden. Das heißt, eigentlich übersetzt du da

Evi: deine Fragestellung immer weiter in mathematisches Problem und dann brauchst

Evi: du natürlich noch eine Anfangsbedingung.

Evi: Du brauchst halt dann quasi eine Startbedingung, die du festlegen musst.

Evi: Beim Beispiel, was ich mitgebracht habe, werden wir uns das dann eben genauer

Evi: anschauen, was das eben ist. Das ist ja bei Planeten zum Beispiel,

Evi: weil es jetzt die Anfangsposition und die Masse natürlich von deinen Körpern, die du hast.

Evi: Und dann lässt du den Computer mal rechnen. Das kann jetzt eben von Sekunden,

Evi: Stunden bis hin zu Tage oder Monate dauern, je nachdem, wie groß das ist.

Evi: Wie groß das ist, hast du dann eben auch Parallelisierungen.

Evi: Das heißt, du verteilst dann deine Aufgaben, weil es dann eben schon zu viel

Evi: von der Rechenleistung vereinen wäre.

Evi: Und wenn du dann das Ergebnis hast, also die Simulation, das ist ja noch nicht

Evi: ganz das Ergebnis, musst du es ja dann auch noch analysieren können.

Evi: Das heißt, du musst dann eben schauen, okay, ist das, was ich jetzt herausbekommen habe?

Evi: Ist das quasi das reproduziert, was die reale Welt mir auch zeigt?

Evi: Kann ich da jetzt eine überprüfbare Vorhersage machen oder eben nicht?

Evi: Bei uns jetzt in der Astronomie hast du dann Teleskopdaten oder eben von verschiedenen

Evi: Durchmusterungen-Service-Spektren hast du dann Daten,

Evi: die da sind und dann musst du eben schauen, okay, in einer Simulation,

Evi: die jetzt entstanden ist, passt das mit dem überein oder nicht?

Evi: Sonst stimmt das ja nicht, also sonst ist eine Simulation nicht gut.

Evi: Es muss natürlich der Natur, die Naturgesetze und dem, was sie ist,

Evi: dann entsprechen, damit du eben deine Theorie testen kannst.

Evi: Eine Simulation, die das eben gemacht hat, die ist zwar schon ein bisschen älter,

Evi: aber es ist eine ganz besondere, eine kosmologische Simulation.

Evi: 2005 wurde das Ergebnis veröffentlicht und das war jetzt die Millennium-Simulation.

Evi: Also mir gefällt dir der Name an sich schon total gut.

Elka: Die aber nicht 2000, im Jahr 2000 war.

Evi: Naja, also 2005 haben sie die Ergebnisse veröffentlicht. Ich nehme mal an,

Evi: dass sie schon ein bisschen länger daran herumgearbeitet haben.

Evi: Das Virgo-Konsortium war das, das ist Führung unter dem Max-Planck-Institut

Evi: für Astrophysik in Garching bei München und mit Teams zusammen aus Großbritannien,

Evi: Kanada, Japan und der USA, die sich das eben angeschaut haben.

Evi: Die sind halt einer ganz, ganz großen Frage nachgegangen.

Evi: Und zwar nämlich wirklich jetzt, wenn du jetzt ausgehst, eben vom frühen Universum,

Evi: kurz nach dem Urknall, wie haben sich jetzt wirklich diese großräumigen Strukturen

Evi: entwickelt, die wir jetzt kennen, die wir jetzt sehen.

Evi: Spannend finde ich dabei auch, sie sind jetzt nicht davon ausgegangen,

Evi: quasi von heute, also nicht mit fertigen Galaxien gestartet,

Evi: sondern ihre Ausgangslage war kurz nach dem Urknall.

Evi: Und dann haben sie sich eben angeschaut, okay, wie entwickelt sich das alles?

Evi: Wie kann sich das entwickeln? ja oder warum eigentlich diese Strukturen so,

Evi: wie wir es kennen.

Elka: Und da gibt es ja dann sicher ganz viele Möglichkeiten, wie es sich hätte entwickeln können.

Elka: Haben die sich dann alle möglichen Szenarien angeschaut?

Evi: Das ist das jetzt, wo ich eben sage, okay, welches Modell bildest du ab oder

Evi: machst du überhaupt? Wie näher ist doch dem Ganzen?

Evi: Und sie sind eben auch davon jetzt ausgegangen, okay, was wissen wir?

Evi: Also wir wissen jetzt eben, dass nach dem Urknack, aber es sind jede Menge Wasserstoffatome,

Evi: ein bisschen Heliumatome, dann hat es ein paar Mengen Lithium und Peryllium

Evi: gegeben, Energie, aber sonst war jetzt nicht wirklich viel. Das heißt,

Evi: diese ganzen Sterne, Galaxien, Galaxien, Haufen, alles, das wir kennen, das war ja noch nicht da.

Evi: Jetzt kannst du jetzt eben nicht ein Programm schreiben, wo du jetzt diese ganzen

Evi: Atome hast und die lässt du jetzt dann laufen und wartest, bis du jetzt im Stern

Evi: und Galaxien wirst. Also das funktioniert so nicht erst.

Evi: Einerseits wäre es zu kompliziert und wahrscheinlich wäre es auch kein Computer

Evi: auf der Welt in der Lage, dass er wirklich alle Atome da irgendwie gleichzeitig

Evi: simulieren kann, die da jetzt beim Urknall entstanden sind.

Evi: Das heißt, dann hast du ja auch noch diverse andere Vorgänge,

Evi: also eben von nuklearen, chemischen, elektromagnetischen, gravitative Kräften.

Evi: Also das sind halt ganz viele Vorgänge, die gleichzeitig passieren und bei einer

Evi: unvorstellenden Menge an Atomen.

Evi: Das heißt, das kannst du jetzt eben so nicht machen, dass du da alles da reinpackst

Evi: und dann lässt du das mal laufen.

Evi: Deswegen braucht man da halt einen bestimmten Ansatz, den man da wählt.

Evi: Und was ich jetzt noch nicht erwähnt habe, ist, wir wissen ja auch,

Evi: dass es am Anfang des Universums ja jede Menge dunkler Materie gegeben hat,

Evi: die jetzt eben hauptsächlich wirkt über die Gravitationskraft.

Evi: Die Grundlage ist dieses Lambda-CDM-Modell, das ist das kosmologische Standardmodell

Evi: und nachdem hast du dann ja eben auch diese 5% baryonische, also gewöhnliche Materie,

Evi: 25% dunkle Materie, das ist das

Evi: CDM in dem Modell, also das ist Cold Dark Matter und 70% dunkle Energie.

Evi: Die haben das jetzt eben als Ausgangsbasis auch genommen. Also wir wissen jetzt

Evi: eben von diesen Beobachtungsdaten, dass eben 85 Prozent aller Materie dunkle

Evi: Materie eigentlich ist.

Evi: Und die wechselwirkt jetzt eben nicht mit elektromagnetischer Strahlung,

Evi: aber eben über die Gravitationskraft.

Evi: Und jetzt könntest du vielleicht sagen, wir wissen jetzt aber nicht, was dunkle Materie ist.

Evi: Das heißt, wie machen wir das? Wie können wir das jetzt genauer anschauen?

Evi: Stimmt, also wir wissen jetzt noch nicht, was für Teilchen das sind,

Evi: die sich da jetzt hinter dem Begriff der dunklen Materie verstecken.

Evi: Aber das stört uns jetzt eigentlich auch nicht weiter, weil es ja eben über

Evi: die Gravitationskraft wechselwirkt. Und das ist das, was wichtig ist.

Evi: Und das ist auch das, was die gemacht haben bei der Simulation.

Evi: Sie haben nämlich genau die dunkle Materie ins Zentrum ihrer Simulation gesteckt oder gestellt.

Evi: Weil da wissen wir eben, dass da recht viel war. Und deswegen hat sich auch

Evi: die Simulation auf diese dunkle Materie beschränkt.

Evi: Was ziemlich smart ist, weil du dann hauptsächlich dich um die Gravitationskraft

Evi: nur unter Anfangszeichen kümmern musst. Also ich habe ja vorhin ja gesagt,

Evi: dass du jetzt ganz viele Sachen, physikalische Prozesse berücksichtigen müsstest.

Evi: Und so hast du halt hauptsächlich die Gravitationskraft, die du da in deinem Modell hast.

Evi: Okay, es ist aber jetzt trotzdem noch immer ein Riesending, also du kannst jetzt

Evi: trotzdem noch nicht das ganze Universum da reinpacken.

Evi: Das heißt, was haben die gemacht? Du schaust dir natürlich einen Ausschnitt an.

Evi: Das heißt, sie haben jetzt eigentlich einen würfelförmigen Ausschnitt gemacht

Evi: mit einer Kantenlänge von zwei Milliarden Lichtjahren, was jetzt auch nicht wenig ist.

Elka: Einer.

Evi: Genau, ja, also so einen Würfel gemacht. Da in diesem Würfel mit deiner dunklen

Evi: Materie, in der Simulation waren das dann ungefähr so 10 Trillionen Sonnenmassen.

Evi: Also man hat da jetzt Masse aufgeteilt auf 10 Milliarden Teilchen und die haben

Evi: eben eine Masse gehabt von jeweils einer Milliarde Sonnenmasse.

Evi: Was jetzt eben so für ein Teilchen eigentlich auch viel ist, wenn du das so nimmst.

Evi: Zum Vergleich, als die Milchstraße ist 10 Mal größer als jetzt so eins von diesen Teilchen.

Evi: Also wenn du Teilchen hast, glaubst du immer, das ist was Winziges,

Evi: aber das waren halt eigentlich schon ziemliche Brummer.

Elka: Das ist eher ein Teil.

Evi: Ja, genau. Jetzt haben wir da jetzt schon mal diesen Würfel und können eben

Evi: die Simulation starten.

Evi: Unsere Simulation, die beginnt jetzt 397.000 Jahre nach dem Urknall,

Evi: weil das als Startpunkt insofern gut ist, weil das ist die kosmische Hintergrundstrahlung,

Evi: die wir ja empfangen, die wir auch gemessen haben. Also da haben wir ja gute

Evi: Daten dazu von den Satelliten.

Evi: Und das heißt, hier haben wir ja auch festgestellt, dass das Universum ja ganz

Evi: am Anfang, dass das ja nicht ganz gleich war.

Evi: Dass da halt wirklich ganz kleine Unförmigkeiten waren, so ganz leichte Dichterschwankungen.

Evi: Die waren eben noch vom Urknall her. Und das ist ganz wichtig,

Evi: weil du brauchst nämlich wirklich diese Unregelmäßigkeiten, damit dann nachher was passiert.

Evi: Also das sind quasi so, wo man auch wirklich diese eigentlich Keimzellen fast könnte man sagen.

Elka: Sonst hätte es uns ja alle nicht geben.

Evi: Weiß man nicht. Das war schon sehr homogen, aber eben nicht ganz.

Evi: Du hast eben ganz leichte zu dichte Schwankungen gehabt und das haben die natürlich

Evi: jetzt auch berücksichtigt.

Evi: Und die dunkle Materie da jetzt in dem Würfel entsprechend verteilt.

Evi: Genau, und jetzt hast du eben die Gravitationskräfte, die eben zwischen all

Evi: diesen Teilchen wirken und daraus dann natürlich resultierende Bewegungen.

Evi: Und jetzt kannst du dir mal anschauen, okay, wie hat sich das im Laufe der Zeit entwickelt.

Evi: Jetzt müssen wir uns aber überlegen, wir haben aber trotzdem jetzt irgendwie

Evi: so 10 Milliarden Teilchen da drinnen.

Evi: Wenn du dir jetzt mal anschauen willst, okay, gut, du hast jetzt Teilchen Nummer

Evi: 1, das hast du jetzt durchlaufen.

Evi: Okay, wie wechselt wirkt das mit dem Teilchen Nummer 2 und dann Teilchen Nummer

Evi: 3 und so weiter. und das gehst du halt dann weiter bis zu 10 Milliarden.

Evi: Und dann hast du dann einmal das Teilchen 2, wie wirkt das auf Teilchen 3 und

Evi: dann endet inzwischen ihre Position.

Evi: Also das ist alles sehr, sehr mühsam. Deswegen kann man das halt natürlich jetzt

Evi: so in der Reihenfolge nicht machen.

Evi: Das kann man machen bei kleineren Simulationen. Also wenn es jetzt darum geht.

Evi: Das Sonnensystem oder sowas zu modellieren, dann kann man das natürlich schon so machen.

Evi: Aber wenn wir uns das jetzt alles auch anschauen wollen, über 14 Milliarden

Evi: Jahre, und wir haben eben so viele Teilchen, da geht das nicht wirklich.

Evi: Das heißt, da hat man dann auch eigene Methoden erfunden, also man hat zwei Methoden kombiniert.

Evi: Also für alle, die es ganz genau wissen wollen, der Code heißt irgendwie Gadget2

Evi: und es ist die Tree-PM-Methode. Also ich werde jetzt auch gar nicht näher darauf eingehen.

Evi: Ich möchte es nur ganz kurz, möchte ich es halt schon sagen,

Evi: dass es eben ein Tree-Algorithmus ist und PM steht für Particle Mesh und im

Evi: Prinzip geht es da eben darum, dass man sich überlegt hat, okay,

Evi: Teilchen, die nahe sind, die kriegen mehr Gewicht, die werden exakter berechnet.

Evi: Und Teilchen, die jetzt weiter weg sind, die werden eher als Gruppe angenähert.

Evi: Also dadurch reduziert sich schon einmal der Rechenaufwand sehr.

Evi: Durch diese Wechselwirkung kannst du eben schauen, dass das eben so sind,

Evi: dass sich die Kräfte da dann eben so ein bisschen, welche kann ich vielleicht

Evi: vernachlässigen und welche sind da eben mehr.

Evi: Und so hast du dann auch so Verästelungen, die sich dadurch ergeben.

Evi: So hat man das dann eben laufen lassen.

Evi: Die hat natürlich einen Supercomputer, also nicht so etwas, was wir zu Hause

Evi: stehen haben, sondern die haben andere Möglichkeiten gehabt.

Evi: Magst du mal raten, wie lange der Supercomputer gebraucht hat für die Simulation?

Elka: Ich muss jetzt gerade dann,

Elka: Hitchhiker's Guide to the Galaxy denken, wo der Supercomputer Jahrtausende gerechnet

Elka: hat, bis er die Antwort dann gesagt hat.

Elka: Aber wahrscheinlich so lange hat es nicht gedauert. Ich hätte jetzt gesagt, ein paar Tage.

Evi: Nein, fast einen Monat. Es waren 28 Tage.

Elka: Ein Monat.

Evi: Wow. Ja, so hat das dann doch gedauert. Ich habe vergessen, man hat ja natürlich

Evi: dann auch die Zeitpunkte, also den Zeitschritt sich auch überlegen müssen.

Evi: Also es waren 11.000 Schritte vom Anfang des Universums bis in die Gegenwart,

Evi: die man sich da angeschaut hat. Also man muss sich vorstellen,

Evi: es sind zwei Milliarden Lichterre große Würfel mit 11.000 Schritten vom Anfang des Universums.

Evi: Und sie haben auch, genau das habe ich noch gar nicht erwähnt,

Evi: auch die Expansion des Universums haben sie schon berücksichtigt.

Evi: Dann nach 28 Tagen hatten sie ein Ergebnis, das sie dann eben auch veröffentlicht haben.

Evi: Bevor wir das jetzt natürlich auflösen, machen wir eine ganz kurze Pause.

Evi: Und hier sind wir wieder. Und ja, also ich nehme mal an, du wirst schon wissen,

Evi: was rausgekommen ist, oder?

Evi: Also nachdem ich ja schon so gespoilert habe bis zu einem gewissen Grad.

Elka: Ob es gut oder schlecht war, meinst du?

Evi: Genau, und ich hätte nicht von so einer alten Simulation gesprochen,

Evi: wenn die ein totaler Fail gewesen wäre, sondern natürlich ganz im Gegenteil.

Evi: Also man hat tatsächlich dann mit dieser Simulation beobachten können,

Evi: wie wirklich diese Verteilung der Galaxien und der Galaxienhaufen passiert ist.

Evi: Also man hat das dann sehr gut nachvollziehen können.

Evi: Und das war halt wirklich faszinierend, auch das erste Mal in dieser realistischen

Evi: Größe einfach simuliert zu haben.

Evi: Also sie haben das dann eben auch verglichen mit dem Service und die Vorhersagen waren da sehr gut.

Evi: Auch nämlich was diese riesigen Leerräume betrifft dazwischen.

Evi: Also wirklich so, wie sich diese Filamente dann eben auch anordnen,

Evi: diese Superhaufen bilden, die Voids entstehen.

Evi: Dieses Modell hat wirklich sehr gut das alles abgebildet.

Elka: Und dann würde ich mir denken, okay, wenn das gut funktioniert,

Elka: dann tue ich vielleicht die Zukunft auch simulieren.

Evi: Ja, ich meine, das hat man ja auch gemacht. Du kennst sicher die Simulation,

Evi: wo ja unsere Galaxie mit der Andromeda-Galaxie zum Beispiel zusammenstoßen wird,

Evi: wobei zusammenstoßen oder verschmelzen wird, besser gesagt.

Evi: Genau, das sind dann solche Sachen. Aber man hat zum Beispiel auch offene Fragen klären können.

Evi: Als Beobachtungsdaten hat man gesehen, gerade in so frühen Universen waren zum

Evi: Beispiel sehr helle Quasare und also schwarze Löcher, die sehr massereich waren.

Evi: Damals hat man nicht genau gewusst, wie das hätte entstehen können in diesem

Evi: frühen Stadium des Universums.

Evi: Das hat aber dann auch die Simulation erklären können. Also er hat gesagt,

Evi: dass das durchaus plausibel ist, dass solche Prozesse ablaufen können.

Evi: Das finde ich auch recht spannend, dass sich so große Objekte auch tatsächlich

Evi: so früh und so schnell bilden haben können.

Elka: Ja, es ist schon spannend, wie es so viele Einflussfaktoren sind und wie man

Elka: die dann alle unter einen Hut bringt und dann so eine Simulation hinkriegt.

Elka: Das ist schon sehr beeindruckend eigentlich.

Evi: Ja, vor allem du kannst da quasi live zuschauen. Also wie dann eben Galaxien

Evi: verschmelzen, sich die Haufen bilden.

Evi: Ich finde es wirklich smart auch, dieser Zugang, wenn du jetzt eben von Galaxien

Evi: und so ausgehst, von Sternentstehung, alles Mögliche, kannst du es ja wahnsinnig kompliziert ansetzen.

Evi: Und dadurch, dass du selber sagst, okay, du packst da die dunkle Materie rein,

Evi: nimmst die Gravitation, das ist jetzt sehr vereinfacht gesagt,

Evi: es steckt schon viel dahinter, dann in gute Näherung passt das mit unserem Modell

Evi: überein, also auch mit dem kosmologischen Standardmodell.

Evi: Man hat dann eben auch noch weitere Simulationen gemacht.

Evi: Also es gab dann noch Millennium 2 und eine MXXL, wo man die Auflösung quasi

Evi: verbessert hat, sich das noch angeschaut hat und noch weitere.

Evi: Also es gibt dann noch das Bolshoi und das Illustris-Projekt.

Evi: Und ganz spannend finde ich auch, dass es ein Millennium-Run-Observatorium gibt.

Evi: Und zwar ist das ein virtuelles Observatorium. Das heißt, man hat die Millennium-Daten

Evi: in dieses Observatorium reingetan.

Evi: Und da kannst du dir jetzt nämlich den Vorhersagen im Anstand zur Verteilung

Evi: von dunkler Materie und von Galaxien und kannst es auch nützen,

Evi: quasi als Teleskop, um eine simulierte Beobachtung zu machen.

Evi: Und das wird dann tatsächlich auch verwendet als Vorbereitung für tatsächliche Beobachtungen.

Evi: Hattest du von der Millennium-Simulation schon vorher gehört?

Elka: Ja, vom Namen schon, aber ich hätte nicht sagen können, um was es geht.

Elka: Also es ist schon jetzt nicht so prominent in meinem Gedächtnis gewesen.

Elka: Ich weiß nicht, ob das in der Öffentlichkeit sehr diskutiert wurde oder ob es ich verpasst habe.

Evi: Ja, wobei, wie gesagt, das war ja 2005.

Elka: 2005, da war ich 15. Ja, gut, da hatte ich vielleicht andere Probleme.

Evi: Genau, aber ich glaube, dass die Bilder aus dieser Simulation,

Evi: dass die schon sehr bekannt sind.

Evi: Also das sind nämlich diese großen Strukturen, die quasi so wie,

Evi: darf ich sagen, leuchten. Die Leulonen.

Evi: Ja, genau, also wo man wirklich dieses kosmische Netz sieht.

Evi: Und ich glaube, die Bilder, glaube ich, sind schon recht bekannt aus der Simulation.

Elka: Wohl. Sehr faszinierend. Ich hätte ja gerne eine Simulation.

Elka: Ich meine, es geht halt noch nicht mit der Rechenkapazität, die wir haben.

Elka: Aber ich frage mich, ob, wenn wir halt es schaffen würden, jedes einzelne Atom

Elka: zu simulieren, ob man so voraussehen könnte, was passiert, so auf Menschenebene meine ich.

Elka: Aber wirklich alles, aber die Sache ist halt, Quantenmechanik wissen wir,

Elka: dass nicht alles deterministisch ist, was passiert, aber auch mit Teilchen.

Elka: Aber sonst könnte man ja, man könnte zum Beispiel ja auch eine Lottoziehen,

Elka: kann man ja, wenn man alle physikalischen Gegebenheiten hat von diesen Kugeln,

Elka: die da gezogen werden, kann man ja eigentlich locker berechnen.

Elka: Das ist ja kein echter Zufall sozusagen, sondern das ist ja eigentlich berechenbar.

Elka: Das finde ich irgendwie sehr spannend irgendwie und ein bisschen unromantisch

Elka: so, dass man alles berechnen kann auf unserer Welt, aber irgendwie finde ich das recht cool.

Evi: Wobei du kannst es ja nur rein theoretisch berechnen, weil es ja zu viele Parameter

Evi: sind, dass du es ja dann eben nicht mehr berechnen kannst.

Evi: Das heißt eben, du musst ja dann Vereinfachungen machen, deswegen hast du ja

Evi: dann Annäherungen, Wahrscheinlichkeiten, mit denen du dich abfinden musst.

Elka: Aber mit der super künstlichen Intelligenz, weißt du, wer weiß.

Evi: Spannend wäre eine Simulation, die dann irgendwie zeigt, wann dann Leben entsteht,

Evi: vielleicht auf einem Planeten oder so.

Evi: Aber da weiß ich auch nicht, welche Parameter du da oder welches Modell du da heranziehen müsstest.

Elka: Naja, wir sind gespannt, was es noch gibt. Ja, danke dir also Eva,

Elka: aber auch danke an euch, liebe HörerInnen.

Elka: Wenn ihr uns auch danken wollt oder uns unterstützen wollt, unsere Arbeit,

Elka: könnt ihr das natürlich mit einem netten Mail machen, da freuen wir uns sehr.

Elka: Ihr könnt uns schreiben auf kontakt.at oder einfach ein Kommentar hinterlassen auf kosmiklatte.at.

Elka: Spotify kann man uns bewerten, da freuen wir uns natürlich über 5 Sterne und

Elka: Instagram gibt es uns auch, kosmiklatte.bot.

Elka: Natürlich freuen wir uns, wenn ihr uns empfehlt, euren Freundinnen und Familien

Elka: und wenn ihr auch ein bisschen finanziell uns unterstützen könnt und wollt,

Elka: dann könnt ihr das gerne machen unter PayPal einmalig oder über Steady oder

Elka: Patreon kann man ein Abo.

Elka: Ließen. Dann kriegt man auch die werbefreie Version.

Evi: Wenn sich jemand den Werbungen stören sollte, dann gibt es dort die Möglichkeit,

Evi: den Podcast werbefrei zu hören.

Elka: Ja, das war's dann eh schon wieder. Unsere erste gemeinsame 2026-Folge.

Elka: Das nächste Mal haben wir uns ja dann für eine besondere Folge im März wieder.

Evi: Ach so.

Elka: Da ist ja ein besonderer Tag im März, der sehr viel mit mir zu tun hat.

Evi: Ah, haben wir da schon was geplant? Das weiß ich gar nicht.

Elka: Nein, es ist jedes Jahr der selbe Frauentag.

Evi: Ich kann dir schon verraten, am 8.

Elka: März.

Evi: Okay, jetzt denke ich auch, du spoilest was, was habe ich schon wieder vergessen.

Elka: Ich glaube, das wissen die halt schon. Das Frauentag ist vielleicht beim Stahl ja wieder.

Evi: Genau, was da auf sie zukommen wird. Schauen wir mal, was das dann im Detail sein wird.

Elka: Genau, man muss ja auch immer wieder drüber reden, weil es ist gar nicht mehr

Elka: so lang hin, dass unser Buch released wird.

Elka: Ich will es nur nochmal angemerkt haben. Es ist erst im April, aber fast bald.

Evi: Und Vorbestellen kann man ja sowieso schon.

Elka: Vorbestellen kann man überall. Und wie ich letztens checked habe,

Elka: man kann eigentlich in jeder Buchhandlung hingehen.

Elka: Und wenn man jetzt zum Beispiel nicht die Amazon-Riesen uns unterstützen möchte,

Elka: kann man eigentlich in jeder Buchhandlung hingehen und sagen,

Elka: kann ich bitte das Buch XY vorbestellen? Das Buch XY.

Evi: Es geht darum, bitte das Buch auf einen Kaffee im All.

Elka: Genau, da muss ich es mal wieder sagen.

Evi: Genau, von den tollen Macherinnen von Cosme Glatte. Dann sagt er unseren Namen.

Evi: Und dann könnt ihr das Buch bestellen.

Elka: Genau, das freut uns sehr.

Evi: Ich freue mich auch schon sehr auf die Erscheinung. Bin ich schon gespannt.

Elka: Gut, aber für heute glaube ich genug.

Evi: Genießt noch die Ballzeit, falls ihr auf Bälle geht und du auch.

Evi: Vielleicht kommst du jetzt auf den Geschmack und dann wirst ab jetzt dann nicht

Evi: mehr noch auf Bällen zu sehen sein.

Elka: Ich glaube auch, ja.

Evi: Also, wir hören uns. Bis dann. Tschüss.

Elka: Bye. Tschüss.

Evi: Ich bin schon gespannt, was für eine Farbe hat es?

Elka: Es ist so, wie heißt denn diese Farbe? Es ist nicht rosa, sondern sowas zwischen rosa und lila.

Elka: Es hat sich in einem Special-Namen rosa, rosa, lachs, keine Ahnung, dunkelrosa, sowas.

Elka: Und ich hatte jetzt sehr, das ist immer mein Go-To, ist immer irgendwas eher so rosahaftes.

Elka: Und jetzt wollte ich mal so ein bisschen was anderes machen und habe dunkelgrün genommen.

Elka: Und irgendwie dann irgendwie allen, denen ich die Fotos geschickt habe,

Elka: was ich probiert habe, haben alle gesagt, ja, das Rosene passt ja am besten.

Elka: Und dann hat mich das verunsichert und dann bin ich am nächsten Tag wieder ins

Elka: Geschäft gegangen, habe es nochmal anprobiert und dann habe ich das Rosene doch gekauft.

Elka: Und deines, welche Farbe hat das?

Evi: Meins ist schwarz. Also das ist eben so ein Korsage-Glehr. Das ist eben oben

Evi: halt so eine Korsage und dann hinten geht es eben so weit auseinander.

Evi: Also das ist halt eben so bodenlang auch. Und es hat dann aber eben über der

Evi: Brust, beginnend bis eben runter,

Evi: so ein matt-gold-braun, so eine florale Stickerei.

Elka: Cool.