La simulazione più dettagliata dell'universo

© Illustris Collaboration

Quelle nell'immagine qui sopra, le avete riconosciute di sicuro, sono galassie. Quello di cui certamente non vi sareste accorti, se non aveste letto il titolo del post, è che non sono galassie vere, ma galassie virtuali. Sono state cioè create dentro un supercomputer, in una simulazione. Chiariamo: non stiamo parlando di una rappresentazione in grafica computerizzata, ovvero di una semplice, per quanto realistica, imitazione dell'aspetto delle galassie. No, le galassie si sono proprio formate dentro il calcolatore, attraverso un processo che mira a riprodurre i meccanismi fisici che pensiamo abbiano portato alla formazione delle galassie vere, nell'universo vero. Lo scopo, confrontando i modelli teorici con le osservazioni reali, è quello di capire come sono sbucate fuori le strutture che osserviamo nell'universo, a partire dalle condizioni iniziali esistenti dopo il big bang. 

Quelle galassie pazzesche, e moltissime altre, le ha prodotte la simulazione Illustris, l'ultimo passo nella creazione di universi sintetici al calcolatore. È la più dettagliata esistente al momento: prende un cubo rappresentativo dell'intero universo (350 milioni di anni luce di lato) contenente gli ingredienti del mondo reale (materia oscura, materia atomica, radiazione, energia oscura) nelle quantità giuste, e lascia agire la fisica per un periodo che copre tutta la storia del cosmo. Alla fine della cottura, il cubo contiene decine di migliaia di galassie, di cui è possibile osservare la struttura dettagliata e il modo in cui si dispongono nello spazio, raggruppandosi in gruppi, ammassi e filamenti, in una complessa rete di strutture che ha le stesse caratteristiche che osserviamo con i nostri migliori telescopi. Naturalmente, per produrre questo risultato la simulazione non ci ha messo quanto ci ha messo davvero la natura, ovvero 13.8 miliardi di anni, ma ci è voluto comunque un tempo ragguardevole: 19 milioni di ore di CPU su 8192 processori (l'equivalente di 2000 anni di calcolo su un singolo processore). E per analizzare tutti i dati prodotti ci vorrà più o meno quanto ci vorrebbe se fossero dati veri, così che molte zone della simulazione sono ancora inesplorate.

Se volete saperne di più e vedere altre belle immagini, andate sul sito di Illustris. Se invece volete solo un riassunto in sette minuti scarsi, mettete il filmato qui sotto in alta risoluzione a tutto schermo (magari togliendo l'audio), e provate a non spalancare troppo la bocca.