Da forskere genskabte universets første stjerner i en computer

Okay, jeg bliver nødt til at indrømme det — da jeg først begyndte at læse om denne forskning, fik jeg ærlig talt gåsehud. Vi snakker nemlig om at genskabe universets allerseneste stjerner. Dem der tændte lyset efter milliarder af års mørke. Hvor vildt er det ikke?

Et forskerhold fra University of Bath — i samarbejde med kolleger i Paris og Chicago — har kørt ekstremt detaljerede computersimuleringer kaldet MEGATRON. Og nej, det er ikke opkaldt efter Transformers-figuren — selvom det var det første, jeg selv tænkte. Formålet er at besvare et af astronomiens mest fundamentale spørgsmål: hvordan gik vi fra bogstaveligt talt ingenting til alt det, vi ser omkring os i dag?

Her er det, der virkelig fascinerede mig. Forskere har faktisk to forskellige metoder til at studere det tidlige univers, og de er begge ret bemærkelsesværdige.

James Webb-rumteleskopet lader os observere galakser direkte, fra dengang universet bare var en baby — omkring 100 til 200 millioner år gammelt. Det er praktisk talt spædbarnsalderen i kosmiske termer.

Men der er en anden tilgang, der næsten er poetisk i sin snilde. Gamle stjerner i vores egen Mælkevej fungerer som kosmiske tidskapsler. Da disse ældgamle stjerner døde for milliarder af år siden, efterlod de kemiske fingeraftryk i deres sammensætning. Ved at studere de aftryk i dag kan forskerne i bund og grund læse dagbogen fra de første stjerner. Det er som at finde fossiler fra universets første livsformer — og det er ærlig talt en af de mest poetiske beskrivelser i videnskaben, jeg nogensinde har mødt.

MEGATRON-simuleringerne følger en ung galakse, mens den vokser. De tracker, hvordan gas bevæger sig. Hvordan stjernelyset rejser gennem rummet. Hvordan forskellige kemiske elementer ophobes over tid. Startende fra helt ren gas uden tunge elementer — bare betingelserne lige efter Big Bang — tracer modellerne hele rejsen gennem stjernedannelse, supernovaer og spredningen af ny-skabte elementer til senere generationer.

Det, der gør denne forskning særligt vigtig, er det, holdet opdagede om simplere modeller. Det viser sig, at de måske mangler ret afgørende fysik. Ved at simulere stråling og kemiske processer i ekstremt høj opløsning fanger MEGATRON strukturer i gassen, som mindre detaljerede tilgange simpelthen ikke kan se. Det betyder, at vores forudsigelser for, hvad JWST bør observere, måske trænger til en justering.

Dr. Martin Rey fra University of Bath formulerede det smukt: "James Webb-rumteleskopet giver os et direkte kig på det spæde kosmos, mens stjernearkæologi lader os studere levningerne fra de tidligste tider i vores eget galaktiske nabolag. MEGATRON skaber en fysisk bro mellem de to."

Tænk over det et øjeblik. Kulstoffet i dine knogler, ilten du trækker ind lige nu, jernet i dit blod — alt sammen skabt inde i stjerner. For at forstå, hvor disse elementer kommer fra, er vi nødt til at forstå, hvordan de første stjerner blev dannet og berigede deres omgivelser. Det er ikke bare abstrakt videnskab. Det er bogstaveligt at forstå vores egne oprindelser på atomniveau.

Projektet har brugt 40 millioner processor-timer på Storbritanniens nationale supercomputere. Som reference: Det er en nærmest ubegribelig mængde regnekraft. Og det giver en fornemmelse af, hvor komplekse de her simuleringer er.

Mens JWST fortsætter med at afsløre ny information om tidlige galakser, og stjerneundersøgelser leverer stadig mere detaljerede målinger af gamle stjerner, planlægger holdet at blive ved med at forfine MEGATRON. Vi lever i en fantastisk æra, hvor forskellige tilgange til at studere universet endelig kommer sammen og fortæller en sammenhængende historie. En historie der begyndte for 13,8 milliarder år siden med et brag og til sidst førte til, at du læser de her ord lige nu.

Hvad siger du til den kosmiske perspektiv?