Illustris è una sofisticatissima simulazione della storia dell’universo

Simulazione di un ammasso di galassie in Illustris (Immagine cortesia collaborazione Illustris. Tutti i diritti riservati)
Simulazione di un ammasso di galassie in Illustris (Immagine cortesia collaborazione Illustris. Tutti i diritti riservati)

Un gruppo di ricercatori coordinati dal MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha pubblicato sulla rivista “Nature” i risultati della simulazione dell’universo più sofisticata mai prodotta. Si tratta di Illustris, un progetto che ha portato alla creazione di un modello per riprodurre fedelmente l’evoluzione dell’universo a partire da 12 milioni di anni dopo il Big Bang fino a oggi.

Il progetto Illustris ha impiegato cinque anni solo per sviluppare il software necessario a creare una simulazione così sofisticata. In passato, tentativi analoghi erano stati praticamente impossibili a causa delle limitazioni dell’hardware esistente fino a tempi recentissimi. Oggi è stato possibile utilizzare vari supercomputer con un totale di 8.000 CPU: Ranger e Stampede al Texas Advanced Computing Center, il francese CURIE al CEA e il tedesco SuperMUC al Leibniz Computing Centre.

Nonostante questa potenza di calcolo distribuita tra vari data center, i ricercatori hanno impiegato tre mesi per poter costruire il modello. Esso è costituito da un cubo di 350 milioni di anni luce di lato e alla fine conteneva 41.416 galassie di vari tipi che rispecchiano la distribuzione esistente nell’universo fisico.



La coerenza dei risultati conferma i risultati dell’odierna astrofisica. I ricercatori hanno riprodotto una vasta gamma di proprietà osservabili delle galassie e la relazione tra tali proprietà. Hanno misurato con precisione la quantità di gas esistente nell’universo e dov’è posizionato. Hanno potuto indagare sul numero di galassie “satellite”, le loro proprietà e la loro connessione con la cosmologia. Possono studiare i cambiamenti nella struttura interna con l’evoluzione delle galassie. Possono studiare l’impatto del gas sulla struttura della materia oscura. Possono compiere osservazioni virtuali per analizzare le proprietà del modello.

Le osservazioni fisiche di stelle e soprattutto galassie lontane ci offrono una finestra nel passato. L’universo virtuale di Illustris permette di esaminare l’intera o parte della storia di una galassia o di un ammasso di galassie andando avanti indietro nel tempo virtuale. Simulazioni del genere permetteranno anche confronti molto più dettagliati tra le osservazioni virtuali e quelle fisiche per capire dove le attuali teorie devono essere ancora raffinate.

In effetti, la simulazione di Illustris non è fedele al 100%. Ad esempio, è stata osservata la formazione di piccole galassie virtuali prima di quanto sia stato osservato nell’universo fisico. Ciò è importante perché sappiamo che ci sono ancora misteri nell’universo, a cominciare dal problema della materia oscura e dell’energia oscura. Creare simulazioni così sofisticate permetterà di verificare in maniera più semplice nuove versioni delle teorie astrofisiche dando agli scienziati l’opportunità di migliorare le nostre conoscenze dell’universo.

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