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SIMULATIONEN
Datenzentrum für kosmologische Simulationen
Redaktion / idw / Pressemitteilung des Excellence Clusters "Universe"
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27. Juni 2017

Beobachtung und Simulation laufen in der astronomischen Forschung Hand in Hand: Aus Theorien werden umfangreiche Computermodelle, deren Ergebnisse dann mit Beobachtungen verglichen und so einem Realitätscheck unterzogen werden können. Jetzt haben Astronomen ein neues Datenzentrum eingerichtet, das die Ergebnisse aufwendiger kosmologischer Simulationen anderen Forschern bereitstellt.

Simulationen

Visualisierungen der simulierten Verteilungen von Gas und Sternen im Universum aus Datensätzen, die über das "Cosmowebportal" zur Verfügung gestellt werden. Bild: P. Baintner u. H. Brüchle, LRZ [Großansicht]

Wissenschaftler des Exzellenzclusters Universe an der Ludwig-Maximilians-Universität München haben mit "Cosmowebportal" ein weltweit einzigartiges Datenzentrum für kosmologische Simulationen am Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften eingerichtet. Es stehen die vollständigen Ergebnisse verschiedener großer kosmologischer hydrodynamischer Simulationen zur Verfügung, deren Datenvolumen typischerweise mehrere Hundert Terabyte übersteigt. Wissenschaftler weltweit können über eine Webschnittstelle interaktiv diese komplexen Simulationen erkunden und direkt auf die Ergebnisse zugreifen.

Mit den heutigen Teleskopen können wir in unserem Universum Galaxien und Galaxienhaufen und ihre Verteilung entlang eines unsichtbaren kosmischen Netzes beobachten. Aus der exakten Vermessung der kosmischen Hintergrundstrahlung durch das Weltraumteleskop Planck und vielen anderen Messungen, etwa durch das Weltraumteleskop Hubble, konnten die Wissenschaftler ein präzises Modell unseres Universums entwickeln. Wie sich diese Strukturen aus der Verteilung der Materie im frühen Universum bilden konnten, ist bislang jedoch noch wenig erforscht.

Um diese Frage zu klären, arbeiten theoretische Astrophysiker mit kosmologischen, hydrodynamischen Simulationen. Sie stecken ihre Hypothesen über das junge Universum in mathematische Modelle, welche die zugrundeliegenden komplexen physikalischen Prozesse beschreiben, und lassen diese auf Höchstleistungsrechnern laufen, um die Entwicklung des Universums über Milliarden von Jahren nachzubilden. Wenn ihre Annahmen richtig sind, müssen die Simulationen mit den aktuellen astronomischen Beobachtungen und Erkenntnissen übereinstimmen.

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Astrophysiker um Dr. Klaus Dolag vom Exzellenzclusters Universe an der Ludwig-Maximilians Universität haben nun in enger Zusammenarbeit mit dem LRZ das "Cosmowebportal" eröffnet, ein weltweit einzigartiges Datenzentrum für kosmologische Simulationen. Wissenschaftler haben hier unter anderem Zugriff auf die Ergebnisse der weltweit umfangreichsten kosmologischen hydrodynamischen Simulationen, Magneticum Pathfinder, die ebenfalls von dem Team um Dolag entwickelt und am LRZ durchgeführt wurden.

Die vollständigen Simulationen liegen am LRZ in Garching auf einem Datenspeicher für große Datenmengen, der am Höchstleistungsrechner SuperMUC angeschlossen ist. Über eine Webschnittstelle können interessierte Wissenschaftler zum Beispiel aus den Rohsimulationsdaten Objekte auswählen, weiterbearbeiten und sogar virtuelle Beobachtungen durch existierende oder zukünftige Weltraumteleskope erstellen lassen.

"Große astronomische Projekte wie das Weltraumteleskop Euclid oder eRosita, die in den nächsten Jahren starten sollen, werden sowohl große Gebiete des Universums beobachten, als auch weiteren Aufschluss über die Entstehung der ersten Strukturen des Universums geben, so dass die Bedeutung von kosmologischen hydrodynamischen Simulationen in der Zukunft weiter zunehmen wird", erläutert Dolag. "Ein Datenzentrum, das diese Simulationen bündelt und zur Verfügung stellt, ist daher eine wichtige Einrichtung für Wissenschaftler, die auf diesem Gebiet arbeiten."

Ihr Projekt beschreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Astronomy and Computing.

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Ein Datenzentrum für kosmologische Simulationen. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Magneticum Pathfinder: Die Entwicklung des Universums im Computer - 21. Oktober 2015
Simulation: Galaxien wie im wirklichen Universum - 8. Mai 2014
Kosmologie: Die Entstehungsgeschichte von 20 Millionen Galaxien - 2. Juni 2005
Links im WWW
Cosmowebportal
Excellence Cluster "Universe"
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