Come si è evoluto l'universo nel tempo? Una nuova simulazione di supercomputer ha fornito ciò che gli scienziati dicono sia il modello cosmologico di grandi dimensioni più accurato e dettagliato dell'evoluzione della struttura su larga scala dell'universo. Chiamata simulazione Bolshoi, offre a fisici e astronomi un nuovo potente strumento per comprendere misteri cosmici come la formazione di galassie, la materia oscura e l'energia oscura.
Se la simulazione è corretta, sta dimostrando che il modello cosmologico standard è abbastanza preciso.
"Queste enormi simulazioni cosmologiche sono essenziali per interpretare i risultati delle continue osservazioni astronomiche e per pianificare i nuovi grandi sondaggi dell'universo che dovrebbero aiutare a determinare la natura della misteriosa energia oscura", ha affermato Anatoly Klypin, della New Mexico State University, che ha scritto il codice del computer per la simulazione, che è stato eseguito sul supercomputer Pleiades presso il NASA Ames Research Center.
La simulazione traccia l'evoluzione della struttura su larga scala dell'universo, inclusa l'evoluzione e la distribuzione degli aloni della materia oscura in cui le galassie si sono coalizzate e cresciute. Gli studi iniziali mostrano un buon accordo tra le previsioni della simulazione e le osservazioni degli astronomi.
"In un certo senso, potresti pensare che i risultati iniziali siano un po 'noiosi, perché sostanzialmente dimostrano che il nostro modello cosmologico standard funziona", ha affermato il co-leader Joel Primack, dell'Università della California, Santa Cruz. "Ciò che è eccitante è che ora abbiamo questa simulazione estremamente accurata che fornirà la base per molti nuovi importanti studi nei mesi e negli anni a venire."
La simulazione si basa sui dati della missione WMAP che ha mappato la luce del Big Bang in tutto il cielo. Un confronto tra le previsioni del Bolshoi con le osservazioni della galassia del Sloan Digital Sky Survey ha mostrato un ottimo accordo, ha detto Primack.
La spiegazione standard di come si è evoluto l'universo dopo il Big Bang è conosciuta come il modello Lambda Cold Dark Matter, ed è la base teorica per la simulazione Bolshoi. Secondo questo modello, la gravità ha agito inizialmente su lievi fluttuazioni di densità presenti poco dopo il Big Bang per riunire i primi grumi di materia oscura. Questi si sono trasformati in gruppi sempre più grandi attraverso la fusione gerarchica di progenitori più piccoli. Sebbene la natura della materia oscura rimanga un mistero, rappresenta circa l'82 percento della materia nell'universo. Di conseguenza, l'evoluzione della struttura nell'universo è stata guidata dalle interazioni gravitazionali della materia oscura. La materia ordinaria che forma stelle e pianeti è caduta nei "pozzi gravitazionali" creati da gruppi di materia oscura, dando origine a galassie nei centri di aloni di materia oscura.
Dalla simulazione Bolshoi è stata emessa una serie di articoli, tra cui uno che esamina le caratteristiche degli aloni della materia oscura e un altro che esamina l'abbondanza e le proprietà delle galassie previste dalla simulazione Bolshoi della materia oscura.
