“L’universo in cui giriamo i quadranti”

Un team internazionale di astronomi ha creato una simulazione al computer in grado di simulare quasi l’intero universo. Questo universo virtuale viene utilizzato per comprendere meglio i processi cosmici. Nella ricerca sono coinvolti anche scienziati olandesi.

La simulazione viene eseguita su un supercomputer a Durham, in Inghilterra, con 30.000 processori. “Non possiamo semplicemente formare una galassia in laboratorio”, afferma l’astronomo Job Schaie dell’Università di Leiden, uno dei co-ricercatori. “Ecco perché stiamo costruendo una simulazione in cui possiamo azionare i pulsanti.”

Il computer in realtà non ricrea tutte le particelle dell’universo. La simulazione del fenicottero (la simulazione precedente, più piccola, contiene anche nomi di uccelli) contiene una quantità di dati senza precedenti: 300 miliardi di particelle di prova in un cubo virtuale con lati lunghi dieci miliardi di anni luce. In questo modo, gli astronomi possono ricreare la maggior parte dell’universo visibile a noi da poco dopo il Big Bang fino a molto tempo nel futuro.

Dal Big Bang, l’universo si è espanso e la maggior parte della materia si è accumulata in galassie piene di stelle, pianeti e altri oggetti. Gli astronomi utilizzano i computer da decenni per capire come funzionano questi processi. Le precedenti simulazioni su questa scala non hanno imitato tutta la questione, spiega Shay. Vengono simulate solo la materia oscura e l’energia. Ciò ha senso, perché questi componenti costituiscono la maggior parte dell’universo e, sebbene siano invisibili, hanno un impatto significativo sui processi nell’universo.

Ma la materia visibile gioca un ruolo anche nell’evoluzione delle galassie e in altri processi cosmici. Sono stati inclusi anche nella nuova simulazione. “Possiamo anche confrontare più facilmente la materia ordinaria con ciò che vediamo nell’universo con i telescopi”, afferma Shay.

Esempio di simulazione dallo studio di Flamingo sull’evoluzione di un ammasso di galassie:

Il programma ha simulato un gran numero di processi per acquisire maggiori conoscenze sui fenomeni cosmici. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.

Ad esempio, gli astronomi hanno studiato un fenomeno per il quale non esiste ancora una buona spiegazione: il grado di aggregazione della materia nell’universo. Questa aggregazione è inferiore a quanto previsto secondo le teorie attuali e le simulazioni al computer.

Alcuni astronomi ritengono che i massicci venti galattici (onde d’urto provenienti dalla galassia) possano svolgere un ruolo nel ridurre l’aggregazione. Tuttavia, le simulazioni dei fenicotteri hanno dimostrato che questo effetto esiste, ma non è sufficiente a spiegare la mancanza di aggregazione.

Al momento, come Shay sa, non vengono eseguite nuove simulazioni su scala pari a quasi l’intero universo. Si prevede di dedicare diversi anni all’analisi delle simulazioni eseguite finora.

In futuro, simulazioni come quella di Flamingo svolgeranno un ruolo essenziale nell’interpretazione della grande quantità di dati restituiti alla Terra dai nuovi telescopi spaziali, come il telescopio europeo EUCLID lanciato di recente, prevede l’astronomo di Leida. “Questi tipi di simulazioni al computer possono collegare le teorie sul nostro universo ai dati osservati. La quantità di dati è così enorme che altrimenti non sarebbe possibile.”