Hoe zag het heelal er vroeger uit?

Hier op aarde is het soms moeilijk om de sterren te zien. Je hebt te maken met bewolking, lichtvervuiling. Een van dingen die ik het meeste mis sinds ik terug op aarde ben, is het fantastische uitzicht op de sterren vanuit het internationale ruimtestation. En dan te bedenken dat onze aarde en zon maar een piepklein onderdeeltje zijn van een gigantisch sterrenstelsel met honderdmiljard sterren, de Melkweg. En als je dan vanuit het ISS naar buiten kijkt en je ziet de pracht en praal van al die sterren, heeft dat toch iets magisch. Je blijft denken: Waar is het allemaal begonnen, waar gaat het naartoe, waar is het einde van het heelal? Voor het eerst zijn Nederlandse wetenschappers erin geslaagd om een simulatie te maken van de bewegingen van alle honderd miljard sterren in onze Melkweg. Op die manier kunnen we het verleden en de toekomst van de Melkweg in kaart brengen. Hoe modelleer je nou een complete Melkweg? Nou je moet eigenlijk beginnen met de fundamentele natuurkunde, de zwaarte kracht is een van de belangrijkste wetten die je daarvoor nodig hebt. Voor twee deeltjes weten we heel goed hoe dat werkt, twee sterren of een planeet om een zon, dat is een ellipsbaan, net als de aarde om de zon. Als je nou drie sterren wil doen, moet je de krachten van alle sterren op elkaar uitrekenen en dat kun je niet met de hand uitrekenen, dat is een chaotisch systeem, dat moet je met de computer doen. Dus als je vier sterren hebt, heb je vier keer vier, al die sterren trekken aan elkaar, moet je zestien berekeningen doen. Als je duizend sterren hebt, moet je 1000 in het kwadraat, moet je een miljoen berekeningen doen. Hier heb je een duizend sterren, ook hier wordt alle zwaartekracht nauwkeurig uitgerekend tussen alle sterren. De bewegingen van duizend sterren over een tijdsspanne van dertig miljoen jaar. Een enorm complexe en zware berekening. Een doorsnee computer zou er een jaar over doen om dit te berekenen. Voor het uitrekenen van de bewegingen van een heel melkwegstelsel, honderd miljard sterren dus, kregen de wetenschappers hulp uit een onverwachte hoek. De game industrie, met hun supersnelle grafische kaarten, die gebruikt worden in de spelcomputers. Een spelcomputer is een ding dat hele mooie beelden heel snel op je scherm kan zetten. Met een spelkaart kun je ongeveer duizend sterren stimuleren. Om een hele Melkweg te doen heb je 10.000 kaarten nodig. En zo’n computer hebben ze gebouwd met wel 20.000 van die grafische kaarten en die is het resultaat. En wat zie ik hier, dit is de hele Melkweg? Ja dit is een simulatie met 100 miljard sterren en wat zo bijzonder is hieraan, niet dat we alle sterren kunnen meenemen, maar dat we begonnen zijn met iets wat helemaal glad is als een pannenkoek en dat daar vanzelf al die structuren in ontstaan. Portegies Zwart ziet dat wat er uit zijn model komt lijkt op waarnemingen van vergelijkbare sterrenstelsels bij ons in de buurt. We zien spiraalarmen en een soort balk in het midden. Dit soort simulaties kun je ook gebruiken om andere fenomenen te bestuderen. Bijvoorbeeld wat er gebeurt wanneer twee sterrenstelsels op elkaar botsen. Dit soort botsingen tussen sterrenstelsels, staat dat onze Melkweg ook te wachten? Wij gaan ook botsen met ons naburige stelsel Andromeda. De Andromeda-nevel bestaat ook uit ongeveer 100 miljard sterren en die komen met een snelheid van ongeveer 36.000 km per uur op elkaar af en over 4 miljard jaar zullen die op elkaar botsen. Dat duurt nog even, maar je kunt het leuk simuleren. Moet je je voorstellen, hoe het er dan uitziet, na een botsing van twee sterrenstelsels. Prachtig. Maarja, dat is pas over 4 miljard jaar.