Si chiama IllustrisTNG: è la più grande simulazione dell’Universo mai realizzata
Grazie a nuovi modelli di calcolo e a uno dei più potenti computer al mondo è possibile ricostruire l’evoluzione di fenomeni passati, presenti e futuri su scala cosmica.
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Grazie a nuovi sistemi di calcolo e a uno dei più potenti computer al mondo, si è riusciti a creare la più precisa simulazione su grande scala dell’Universo che sia mai stata prodotta. I risultati, ovviamente basati sui dati forniti, permettono di studiare come i buchi neri influenzano la materia oscura, come si sono formati gli elementi pesanti, come sono nate e interagiscono tra loro e al loro interno le galassie, come si sono formati e distribuiti i campi magnetici nell’Universo…
IllustrisTNG è il nome del nuovo modello di simulazione sviluppato da un team internazionale di fisici e astrofisici coordinati da Volker Springel, dell’Istituto per gli studi teoretici di Heidelberg.
Il colore delle linee e dei punti di questa immagine rappresenta la temperatura media del gas di materia ordinaria (più è chiara e più è calda) in una porzione di Universo ampia 1,2 miliardi di anni luce. | IllustrisTNG
Spiega Shy Genel, del Centro di astrofisica computazionale di New York, che «quando si osservano le galassie utilizzando un telescopio si possono misurare solo determinate caratteristiche: con la simulazione che abbiamo messo a punto è invece possibile ricostruire l’intera loro storia, dalla formazione alla struttura attuale». In questo modo, ad esempio, è possibile ricostruire la struttura della nostra galassia, la Via Lattea, al momento in cui si formò la Terra e come potrebbe cambiare in un futuro lontano.
Su un altro aspetto delle potenzialità di IllustrisTNG, Mark Vogelsberger, del Dipartimento di fisica del MIT, aggiunge che «permette di esplorare i campi magnetici che attraversano l’Universo in un modo che nessuna simulazione cosmologica precedente aveva mai permesso di fare».
I tre report scientifici sui primi risultati ottenuti con IllustrisTNG:
# materia e cluster di galassie # colori visibili delle galassie # masse stellari e cluster di galassieQuesta simulazione mostra l’intensità del campo magnetico interstellare: dove è blu o viola i campi magnetici disposti lungo la ragnatela di gas nello spazio hanno intensità bassa, dove è arancio e bianco l’intensità è elevata. L’articolo prosegue dopo il video. | IllustrisTNG
Che cos’è una simulazione? È opportuno sottolineare che una simulazione è un’elaborazione sulla base dei dati forniti. Per esempio: definite le condizioni iniziali e l’insieme delle regole, può predire l’evoluzione di un sistema (che sia una popolazione di batteri o l’intero Universo); è possibile mettere alla prova ipotesi e teorie, oppure – procedendo al contrario – dati i risultati e le regole, definire quali condizioni iniziali porterebbero a quei risultati.
Il cubo da un miliardo di anni luce. IllustrisTNG è l’evoluzione di Illustris, un sistema di simulazione che “lavorava” su di una porzione di Universo a forma di cubo di circa 350 milioni di anni luce di lato, mentre la versione TNG lavora su di una regione di Universo ancora a forma di cubo, ma con i lati di circa un miliardo di anni luce.
Le prime simulazioni sono state applicate alla distribuzione dei gas e della materia oscura (partendo dal presupposto che esista), e i risultati confermano le osservazioni effettuate con altre metodologie. Secondo i ricercatori le simulazioni mostrano un elevato grado di realismo e permettono di prevedere come la “ragnatela cosmica” di materia e gas tra una galassia e l’altra cambierà nel tempo.
Un altro oggetto di studio per IllustrisTNG sono i buchi neri: «Con il nuovo sistema di modellizzazione abbiamo già ottenuto informazioni molto importanti sull’influenza che i buchi neri hanno sulla formazione delle stelle», spiega Dylan Nelson, dell’Istituto Max Planck (Germania).
