For længe siden i en fjern galakse gør en gammel kæmpestjerne sig klar til at dø. På Jorden vil et radioteleskop måske opfange stjernens sidste krampetrækning fire milliarder år senere som et få sekunder langt glimt af gammastråler.
Hvis astronomerne altså er heldige. Gammaglimtene er så kortvarige, at det er utroligt svært at få gode data, fordi ingen teleskoper er rettet mod det fjerne punkt på himlen, hvor glimtet kommer fra.
For at forstå dette fænomen fra universets yderste grænse må astrofysikerne derfor tage computeren til hjælp.
Voldsomste siden Big Bang
På sit kontor i Niels Bohr Instituttets Rockefeller-bygning i København er ph.d-studerende Christian Busk Hededal ved at skrive på sin afhandling om gammaglimtenes mysterium.
- Gammaglimtene er de voldsomste eksplosioner i universet siden Big Bang. Man formoder, at de opstår, når gamle kæmpestjerner dør. Men fordi de sker så langt væk er de svære at observere, forklarer Christian Hededal.
Christian Hededals værktøjskasse - Bærbar pc - Supercomputere - Internet - Kaffemaskine - Windows - Linux - VMware - Fortran - IDL - Pov-ray - Vejleder Åke Nordlund - Forskerkolleger i USA - Instituttets øvrige ph.d'ere. |
Derfor har han som sit ph.d-projekt arbejdet med at skabe en computersimulering af gammaglimt. Ved at bruge computeren til at simulere et gammaglimt prøver astrofysikerne at få kunstige observationer, som de kan sammenligne med de ægte observationer.
- Vi har puttet fysikkens love ind i computeren for på den måde at få en slags eksperimentarium, hvor vi kan skrue på de forskellige parametre, forklarer Christian Hededal.
Ingen mulighed for forsøg
På et fænomen, der udløser mange gange mere energi end en supernova og foregår milliarder af lysår borte på kanten af det synlige univers, er fysikkens love imidlertid ikke helt enkle.
Der er meget langt fra Newtons faldende æble til den super komplekse dynamik og fysik, som udgør et gammaglimt. Universet er Einsteins hjemmebane, men under de ekstreme forhold, der udløser gammaglimtene, skal der særlig fysik til.
Den såkaldte plasmachokfysik er endnu meget "grov", så en del af Christian Hededals projekt har drejet sig om at forsøge at afdække fysikken bag gammaglimtene.
For bare et årti siden var der desuden flere teorier om gammaglimtene, end der var observationer. Det skal nye rumsonder dog ændre ved.
- Vi har slet ikke noget her på Jorden, der på nogen måde minder om det, der foregår i gammaglimtene, så vi kan ikke eksperimentere os frem, forklarer han.
Sprænger stjerner
Derfor har han tilbragt de sidste snart tre år foran sin bærbare pc, hvor Windows og Linux lever fredeligt side om side. Med programmet vmware kører begge styresystemer samtidig, for selvom mange fysikere ikke har meget tilovers for Windows, så har Microsoft også sine fordele, mener Christian Hededal.
- Når du skal sprænge en stjerne i luften, så er det vigtigt, at du kan forstå dine data. Selve simuleringen foregår bedst under Linux og Unix, men visualiseringen er lettere i Windows, forklarer han.
Det er dog ikke den stakkels bærbare pc, der står for at sprænge stjerner i luften. Den opgave overlades til forskellige af de danske supercomputere hos Dansk Center for Scientific Computing (DCSC). Her kan forskere som Christian Hededal få computertid, hvis de betaler til den fælles pulje.
Selve de fysiske simuleringer skrives i programmeringssproget Fortran. Det er ifølge Christian Hededal mest en tradition blandt fysikerne på instituttet, der gør, at det er Fortran og ikke eksempelvis C++.
Hollywood giver 3d-eksplosioner
Når supercomputeren har tygget sig gennem simuleringen står Christian Hededal og hans kolleger med datafiler på flere terabytes (en terabyte er 1.024 gigabytes, Red.). De skal fortolkes for at forskerne kan se, om modellerne stemmer overens med observationerne af de ægte gammaglimt.
Derfor visualiserer Christian Hededal sine data enten i det særlige databehandlingssprog IDL eller med Hollywoods 3d-legetøj Pov-ray.
- Det er ret lækkert at lave en 3d-rendering med raytracing af et datasæt i stedet for et kedeligt endimensionelt dataplot, siger han og fremviser en tredimensionelt fortolkning af plasmachokbølgen, der udløser gammaglimtene.
Skal også undervise
Det er dog ikke kun et spørgsmål om computertid og matematiske modeller at skrive en ph.d-afhandling.
- Det er lige så vigtigt, at man skal lære at samarbejde og opbygge sit netværk, forklarer Christian Hededal, som blandt andet peger på sin vejleder, Åke Nordlund, som en vigtig hjælp.
Udover de øvrige fysikere på Københavns Universitet arbejder han derfor også tæt sammen med en gruppe forskere på Marshall Space Center i Alabama i USA.
Derudover er det også en del af en ph.d's opgaver at undervise de studerende, der læser på universitetet.
Trampende overbo
Christian Hededal deler sit kontor med to andre ph.d-studerende og tavlen har både karikaturtegninger og matematiske ligninger. Overboen kan dog godt lide at trampe rundt, fortæller Christian Hededal.
- Men så sætter vi en gang god spade på musikken, griner han.
Instituttet har en halv snes andre ph.d'er, så somrene kan også gå med fodbold i Fælledparken, der ligger i baghaven. Det sociale liv kan dog også være en ulempe.
- Det kan godt blive lidt trangt, når de andre snakker, og man sidder og forsøger at integrere. Men efter jeg har fået to megabit internetforbindelse derhjemme, så kan jeg sidde der og arbejde. Det eneste, jeg skal bruge, er internet, en computer og en god kaffemaskine, så er jeg i hopla, siger Christian Hededal.
Astronaut-kandidat
Ph.d-projektet løber over tre år, og det betyder, at afhandlingen helst skal være færdig til maj, for der holder pengestrømmen op. Derfor står Christian Hededal nu ved en skillevej, hvor han skal beslutte sig for, om han vil satse på en forskerkarriere eller et job i erhvervslivet.
Vælger han forskervejen vil det formentligt blive i udlandet, mens et job i erhvervsliv vil tillade ham at blive i Danmark og vælge familien.
- Vælger jeg en benhård forskerkarriere, så vil det også indebære at arbejde intensivt med et projekt i måske to eller tre år, for derefter at skulle finde noget nyt og på den måde flytte rundt hele tiden, siger Christian Hededal.
Det første konkrete karriereskridt er dog mere højtflyvende. Denne fredag skal Christian Hededal nemlig til test som en af kandidaterne til at blive Danmarks første astronaut.
Relevant link
