giovedì 8 maggio 2014

Illustris ci mostra il vero volto dell'Universo



Gli astronomi dello Smithsonian Center for Astrophysics hanno fornito una istantanea dell'aspetto reale dell'Universo grazie ad una simulazione al computer, chiamata IIllustris.

"Fino ad ora, nessuna simulazione era stata in grado di riprodurre l'Universo su grandi e piccole scale simultaneamente", ha detto l'autore Mark Vogelsberger (MIT / Harvard - Smithsonian Center for Astrophysics) che ha condotto il lavoro in collaborazione con i ricercatori presso diverse istituzioni, tra cui l'Istituto per gli studi teorici di Heidelberg in Germania.
Questi risultati sono stati riportati nel numero 8 maggio della rivista Nature.

I precedenti tentativi erano stati ostacolati dalla mancanza di potenza di calcolo e dalla complessità della fisica sottostante. Come risultato tali programmi avevano scarsa risoluzione o eravo costretti a concentrarsi su una piccola porzione dell'Universo.
Le simulazioni precedenti avevano anche difficoltà a modellare le complesse dinamiche della formazione stellare, le esplosioni di supernovae e buchi neri supermassicci. Illustris impiega un sofisticato software per ricreare l'evoluzione dell'Universo in alta fedeltà.
Esso comprende sia la materia normale che la materia oscura con 12 miliardi pixel in 3D, che ha richiesto ben cinque anni di studi.

I calcoli attuali hanno impiegato ben 3 mesi, utilizzando un totale di 8.000 CPU in esecuzione simultanea. Se avessero usato un computer di casa, i calcoli avrebbero richiesto oltre 2.000 anni di tempo percessere conpletati.
La simulazione al computer è iniziata solo 12 milioni di anni dopo il Big Bang. Alle attuali dimensioni gli astronomi hanno contato più di 41.000 galassie nel cubo di spazio simulato. È importante sottolineare che Illustris ha prodotto un mix realistico di galassie a spirale come la Via Lattea e le galassie ellittiche a forma di pallone.
Ha inoltre ricreato strutture su larga scala, come gli ammassi di galassie e le bolle e i vuoti della rete cosmica. Su piccola scala, ha invece ricreato con precisione la chimiche delle singole galassie.
Dal momento che la luce viaggia a una velocità fissa, una galassia di un miliardo di anni luce di distanza è vista com'era un miliardo di anni fa.
I telescopi come Hubble possono darci una vista dell'Universo primordiale, cercando a distanze maggiori.
Tuttavia, gli astronomi non possono utilizzare Hubble per seguire l'evoluzione di una singola galassia nel corso del tempo.
"Illustris è come una macchina del tempo. Possiamo andare avanti e indietro nel tempo.
Siamo in grado di mettere in pausa la simulazione e lo zoom in una singola galassia o ammasso di galassie per vedere cosa sta realmente accadendo", ha detto il co-autore Shy Genel del TUF.

Foto in alto:
Questa immagine realizzata da Illustris è centrata su una dei più massicci ammassi di galassie esistenti oggi
I filamenti blu porposa rappresentano la matera oscura che attrae la normale materia gravitazionalmente e aiuta le galassie e gli ammassi a restare uniti. Le bolle rosse, arancioni e bianche rappresentano invece il gas espulso dalle supernovae o i getti dai buchi neri super massicci.

Credit: Illustris Collaboration

Fonte:
Materiali fornito dall'Harvard - Smithsonian Center for Astrophysics.

http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140507142849.htm

Giornale di riferimento:
M. Vogelsberger, S. Genel , V. Springel , P. Torrey, D. Sijacki, D. Xu , G. Snyder, S. Bird, D. Nelson , L. Hernquist . Proprietà delle galassie riprodotte da una simulazione idrodinamica .
Nature , 2014; 509 (7499) : 177 DOI : 10.1038/nature13316

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