Zwaartekracht nog nooit zo precies berekend

21 - 03 - 2014 ► 14:32



Waar gewone computers tot acht getallen achter de komma rekenen, zijn dat er in de wetenschap al 16. Maar is dit genoeg om zwaartekracht te berekenen? Volgens de Leidse sterrenkundige Tjarda Broekholt niet. Samen met Simon Portegies Zwart ontwikkelde hij een speciale softwarecode om de nauwkeurigste zwaartekrachtberekeningen ooit te maken. Deze code kan de afstand van de aarde tot de zon preciezer berekenen dan voorheen.

Bijna vier jaar lang werkten de wetenschappers aan de Universiteit Leiden aan het onderzoek. Eerst werd de code ontwikkeld en vervolgens zijn vele berekeningen uitgevoerd en geanalyseerd. ‘Het zat mij al langer dwars dat we niet precies wisten hoe nauwkeurig we onze berekeningen moesten uitvoeren’, laat Portegies Zwart weten.

Meteoriet op de Dam

Gewone computers ronden cijfers af en maken hierdoor fouten. Door vele vermenigvuldigingen van die afgeronde getallen kan er een compleet onzinnig antwoord uitkomen. Deze fouten kunnen invloed hebben op de berekeningen van bijvoorbeeld de precieze positie van de aarde in zijn baan. ‘Dat kan het verschil maken wanneer een stuk ruimtepuin op de aarde afstevent. Het maakt veel uit of zo’n meteoriet in zee valt of op de Dam in Amsterdam.’

Zijn alle berekeningen in het verleden voor niets geweest? Portegies Zwart: ‘Ik denk niet dat we alles over hoeven te doen, maar wel dat we in de toekomst voorzichtiger moeten zijn om computers klakkeloos te vertrouwen.’

Brutus
‘Onze code heet Brutus’, vertelt Broekholt, ‘omdat hij de banen van sterren met “brute kracht” uitrekent, dus geen trucjes of schattingen om de code sneller te maken – wij gaan in dit project voor precisie.’ De code combineert twee belangrijke ideeën, namelijk berekeningen op precisie en een numerieke integratiemethode die géén systematische fouten maakt. De afrondingsfoutjes zullen echter altijd gemaakt worden, waardoor er steeds minder exacte decimalen overblijven. ‘Dit proces kunnen we dus uitstellen door meer decimalen te gebruiken om zo een exactere oplossing te krijgen.’

De nieuwe code wordt gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

Nicole Bokern



Geen reacties mogelijk.