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Die zweiflügelige Tür zwischen Astrophysik und Militär

2020

Ein bemerkenswertes Ergebnis der unzähligen Allianzen zwischen Astrophysik und Militär im 20. Jahrhundert ist die thermonukleare Fusionsbombe, deren Konstruktionsprinzipien sich zum Teil aus den Untersuchungen des Astrophysikers an dem kosmischen Tiegel ergeben, der das Zentrum jedes Sterns einnimmt. Ein weniger explosives Beispiel aus unserem eigenen Jahrhundert ist das ChemCam-Instrument (kurz für Chemie und Kamera) auf dem Curiosity-Rover, das seit August 2012 über den Mars rollt. Von seiner Skybox-Position auf dem Mast des Rovers aus feuert ChemCam Laserpulse auf Gesteine und Boden und verwendet dann sein Spektrometer, um die chemische Zusammensetzung dessen zu analysieren, was verdampft wurde.

Wer oder was hat ChemCam gebaut? Das Los Alamos National Laboratory: Geburtsort der Atombombe, Urheber von Hunderten von Instrumenten für Raumfahrzeuge, die für das Militär entwickelt wurden, und Sitz des Zentrums für Erd - und Weltraumforschung, einer Abteilung des Nationalen Zentrums für Sicherheitserziehung sowie eines Zentrums von Unterstützung für die Astrophysik. Das Los Alamos Lab steht unter der Schirmherrschaft der National Nuclear Security Administration, deren Aufgabe es ist, den amerikanischen Lagerbestand an Atomwaffen zu erhalten und zu schützen und gleichzeitig die Verbreitung solcher Lagerbestände in anderen Teilen der Welt zu unterbinden. Und die Astrophysiker des Labors verwenden denselben Supercomputer und eine ähnliche Software, um den Ertrag aus der Wasserstofffusion im Herzen eines Sterns zu berechnen, mit dem die Physiker den Ertrag einer Wasserstoffbombe berechnen. Sie müssten weit und breit schauen, um ein klareres Beispiel für die doppelte Verwendung zu finden.

Angenommen, Sie möchten wissen, was während der Explosion einer Atombombe passiert. Wenn Sie die vielen Arten von subatomaren Partikeln tabellieren und die Art und Weise ihrer Wechselwirkung und Umwandlung unter kontrollierten Temperatur- und Druckbedingungen nachverfolgen möchten - ganz zu schweigen von den Partikeln, die dabei entstehen oder zerstört werden Sie werden schnell feststellen, dass Sie mehr als nur Bleistift und Papier benötigen. Du brauchst Computer. Leistungsstarke Computer.

Ein richtig programmierter Computer kann entscheidende Parameter für die Auslegung, Zündung und Explosionsausbeute von Atombomben berechnen und so vorhersagen, was von einem Experiment zu erwarten ist. Natürlich bedeutet "Experiment" die tatsächliche Detonation einer Atombombe, entweder in einem Test oder in einer Kriegsführung. Während des Manhattan-Projekts in den 1940er Jahren verwendete Los Alamos mechanische Taschenrechner und frühe Lochkarten-Tabulatoren von IBM, um die Ausbeuten von Atombomben zu berechnen. Jahrzehnt für Jahrzehnt nahm die Rechenleistung exponentiell zu, ebenso wie die Fähigkeit, die nuklearen Ereignisse einer nuklearen Explosion detailliert zu berechnen und zu verstehen. Und die Bedürfnisse von Los Alamos förderten die anhaltende Suche nach dem schnellsten Computer der Welt.

Computer der zweiten Generation der 1960er Jahre, die mit Transistoren ausgestattet waren, die ihre Leistung erheblich beschleunigten, ermöglichten zum Teil das Verbot von Nuklearversuchen von 1963. Während spätere Computergenerationen das Wettrüsten nicht aufhielten, boten sie eine praktikable Möglichkeit, Waffensysteme zu testen, ohne tatsächlich etwas zu detonieren. Bis 1998 könnte der Supercomputer Blue Mountain in Los Alamos 1, 6 Billionen Berechnungen pro Sekunde ausführen. Bis 2009 hatte der Roadrunner des Labors diese Geschwindigkeit um mehr als das Sechshundertfache gesteigert, bis zum Meilenstein von einer Billiarde Berechnungen pro Sekunde. Und bis Ende 2017 hatte der Trinity-Supercomputer einen weiteren Faktor von vierzehn an Rechenleistung eingespart.

Wir wissen, dass Sterne genauso wie Wasserstoffbomben Energie erzeugen. Der Unterschied besteht darin, dass die kontrollierte Kernfusion, die im Kern des Sterns stattfindet, im Gewicht des Sterns selbst enthalten ist, wohingegen die Kernfusion im Krieg positiv unkontrolliert ist - das genaue Ziel einer Bombe. Und deshalb sind Astrophysiker seit langem mit dem Los Alamos National Lab und seinen Supercomputern verbunden. Bildwissenschaftler arbeiten an gegenüberliegenden Seiten einer klassifizierten Wand. Auf der einen Seite haben Sie Forscher, die an geheimen Projekten beteiligt sind, die "für die Verbesserung der nationalen Sicherheit durch die militärische Anwendung der Nuklearwissenschaft verantwortlich sind". Auf der anderen Seite haben Sie Forscher, die herausfinden wollen, wie Sterne im Universum leben und sterben. Jede Seite passt zu den Bedürfnissen, Interessen und Ressourcen der anderen.

Wenn Sie mehr Beweise suchen, durchsuchen Sie das SAO / NASA Astrophysics Data System nach Forschungsergebnissen, die 2017 veröffentlicht wurden und deren Mitautoren dem Los Alamos National Laboratory angeschlossen sind. Sie erhalten 102 Papiere. Im Durchschnitt ist dies eine astrophysikalische Veröffentlichung, die alle 3, 6 Tage veröffentlicht wird. Und das ist die nicht klassifizierte Forschung. Lesen Sie als nächstes die Titel der mit Los Alamos verbundenen Artikel über die Jahre. Supernovae erweisen sich als Dauerbrenner. Im Jahr 2013 erschien beispielsweise "Das Los Alamos Supernova-Lichtkurvenprojekt: Computational Methods". In 2013-14 gibt es eine dreiteilige Folge: "Die ersten kosmischen Explosionen finden. I. Paarinstabilität Supernovae II. Kernkollaps Supernovae und" III. Pulsierende Paarinstabilitäts-Supernovae. "Für 2006 finden Sie" Modellieren von Supernova-Schocks mit intensiven Lasern ". Für frühere Jahre finden Sie Titel wie" Testen der Astrophysik im Labor: Simulationen mit dem FLASH-Code "(2003) und "Gammastrahlenexplosionen: Die mächtigsten kosmischen Explosionen" (2002).

Die Allianz zwischen Weltraum und nationaler Sicherheit ist aus Angst vor dem Kalten Krieg entstanden und lebt auch in den instabilen geopolitischen Gefilden des 21. Jahrhunderts. Und es schwingt an einer zweiflügeligen Tür.

Auszug aus " Accessory to War" von Neil deGrasse Tyson und Avis Lang. Copyright © 2018 von Neil deGrasse Tyson und Avis Lang. Verwendung mit Genehmigung des Herausgebers, WW Norton & Company, Inc. Alle Rechte vorbehalten.

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