Una ricerca pubblicata sul Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ha reso noto il fatto che è stata realizzata la simulazione dell’universo più precisa ed accurata dei 13.7 miliardi di anni da quando ci fu il Big Bang, ma andiamo con ordine.
Nel Calendario Cosmico, che mappa la cronologia dell’Universo attraverso un singolo anno terrestre, gli esseri umani moderni non compaiono fino all’ultimo minuto del 31 dicembre, tutto ciò che capiamo sull’evoluzione dell’Universo, lo abbiamo dovuto ricostruire, questo perché semplicemente non siamo stati in giro per quasi nessuno dei 13,7 miliardi di anni di storia del cosmo per osservarlo in azione.
Ora, utilizzando i supercomputer, un team internazionale di scienziati guidato dall’Università di Helsinki in Finlandia ha prodotto la simulazione dell’universo più ampia e accurata mai realizzata con l’evoluzione dell’Universo locale. Questo risultato può aiutarci a capire le dinamiche in gioco mentre l’Universo continua ad evolversi, inclusa la misteriosa materia oscura e l’energia oscura.
Descrivendo questo risultato, i ricercatori affermano che la simulazione dell’universo realizzata posiziona accuratamente le galassie e altre strutture nel nostro universo locale, indicando così che la nostra comprensione delle forze che guidano l’evoluzione di quest’ultimo è corretta.
“Le simulazioni rivelano semplicemente le conseguenze delle leggi della fisica che agiscono sulla materia oscura e sul gas cosmico durante i 13,7 miliardi di anni in cui il nostro Universo è stato intorno”
afferma il cosmologo Carlos Frenk della Durham University nel Regno Unito, che poi ha in seguito aggiunto:
“Il fatto che siamo stati in grado di riprodurre queste strutture familiari fornisce un supporto impressionante per il modello standard di Cold Dark Matter e ci dice che siamo sulla strada giusta per comprendere l’evoluzione dell’intero Universo”.
La realizzazione di questa nuova e super precisa simulazione dell’universo
La simulazione dell’universo appena creata si chiama SIBELIUS-DARK e copre un volume di spazio che si estende a 600 milioni di anni luce dal Sistema Solare, ciò include diversi ammassi di galassie, tra cui Vergine, Coma e Perseo, le galassie della Via Lattea e di Andromeda, il Vuoto Locale e il Grande Attrattore.
Dopo aver meticolosamente verificato il posizionamento di queste caratteristiche simulate rispetto alle effettive osservazioni astronomiche, gli autori dello studio hanno determinato che il modello fosse accurato.
All’interno di questo volume di spazio, la simulazione dell’universo doveva tenere conto di circa 130 miliardi di particelle, e il calcolo di queste particelle per l’intera durata della vita dell’Universo –e con una risoluzione più elevata che mai– ha richiesto diverse settimane sul supercomputer DiRAC COSmology MACchine (COSMA) dell’Università di Durham, producendo un petabyte di dati, quindi i ricercatori hanno dovuto confrontare i risultati con le indagini osservazionali dell’Universo reale.
Ciò consente loro di esplorare qualcosa chiamato il modello cosmologico della materia oscura fredda, l’attuale standard per la mappatura dell’evoluzione dell’Universo, che si basa su una vasta rete cosmica di materia oscura, la misteriosa massa invisibile responsabile dell’aggiunta di gravità all’Universo oltre ciò che può essere spiegato dalla materia normale.
Secondo questo questa simulazione dell’universo, la materia oscura si accumula in gruppi chiamati aloni, con l’idrogeno e altri gas che alimentano questi aloni, formando infine stelle e poi galassie. Questo modello spiega alcune proprietà dell’Universo osservabile, tuttavia la maggior parte delle simulazioni che lo incorporano simulano una patch casuale dell’Universo, quindi hanno deciso di determinare se il modello potesse essere utilizzato o meno per ricreare accuratamente l’area dello spazio che circonda la Via Lattea.
Il nostro pezzo di Universo è un po’ fuori dalla norma randomizzata, con la Via Lattea che sta fluttuando in un vuoto, o una relativa sottodensità di galassie rispetto alla distribuzione media nell’Universo più ampio, quindi i ricercatori hanno deciso di ricreare il nostro angolo dell’Universo, per vedere se il modello Cold Dark Matter potesse riprodurre ciò che vediamo nelle nostre immediate vicinanze.
“Questo progetto è davvero rivoluzionario. Queste simulazioni dimostrano che il modello standard di materia oscura fredda può produrre tutte le galassie che vediamo nelle nostre vicinanze. Questo è un test molto importante e il modello deve far di tutto affinché lo superi”
afferma in una dichiarazione l’autore dello studio, il cosmologo Matthieu Schaller dell’Università di Leiden nei Paesi Bassi.
Ma SIBELIUS-DARK ha anche mostrato che il Local Void potrebbe essere insolito, in quanto sembra essersi evoluto da una sottodensità locale di materia oscura su larga scala fin dall’inizio, tuttavia ciò che ha prodotto questa sottodensità nella prima rete cosmica, dovrà essere oggetto di future esplorazioni.
Nel frattempo, il team condurrà ulteriori analisi sulla simulazione dell’universo per testare il modello cosmologico della materia oscura fredda, con l’autore
“Simulando il nostro Universo, come lo vediamo, siamo un passo più vicini alla comprensione della natura del nostro cosmo. Questo progetto fornisce un ponte importante tra decenni di teoria e osservazioni astronomiche.”
afferma il fisico Stuart McAlpine dell’Università di Helsinki.
“Questo progetto fornisce un ponte importante tra decenni di teoria e osservazioni astronomiche”, ha affermato l’autore dello studio Stuart McAlpine. “Simulando il nostro Universo, come lo vediamo, siamo un passo più vicini alla comprensione della natura del nostro cosmo”.
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