Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology con a capo Mark Vogelsberger hanno realizzato una nuova simulazione dell'evoluzione dell'universo che è stata riconosciuta come la più avanzata che sia mai stata fatta. Il modello traccia la storia dell'universo da subito dopo la sua nascita fino a oggi e cattura, sia in larga scala sia nei dettagli, le singole galassie meglio di come sia stato fatto in passato. I dettagli della ricerca sono pubblicati in un articolo sulla rivista Nature.
Un'immagine creata da Illustris in cui si vedono nubi di das freddo (verde) e caldo (blu) e regioni calde attorno alla galassie (rosso)
Creare un modello realistico dell'universo è sempre stato un obiettivo dei cosmologi, ma uno dei problemi che ne ostacolano la fattibilità è che l'universo è composto per la maggior parte da materia oscura ed energia oscura: due sostanze misteriose che gli scienziati non possono osservare direttamente o misurare. Si teorizza tuttavia che diano alle stelle e alle galassie la struttura che oggi vediamo. Solo il 5 percento dell'universo è composto da materia che possiamo osservare.
Creare un'immagine accurata di qualcosa che non possiamo capire è difficile per ovvie ragioni, ma i cosmologi hanno trovato che realizzare un modello della materia visibile non è comunque semplice. Questo perché una simulazione che catturi l'evoluzione dell'universo dall'inizio della sua storia a oggi richiede di operare su molte scale - a partire dalle più piccole particelle fino alle galassie intere. Solo in questo modo si può descrivere l'evoluzione dei gas, delle singole stelle fino ad arrivare alla formazione e alla disposizione delle galassie.
Il punto di partenza è che l'universo si è creato durante il Big Bang 13,8 miliardi di anni fa. Ma restano ancora aperte le questioni relative a come le galassie e le stelle siano evolute fra allora e oggi. Ecco perché gli scienziati necessitano di modelli informatici per spingersi indietro di miliardi di anni.
Per raggiungere il nuovo traguardo Vogelsberger e il suo gruppo di ricerca hanno usato un simulatore soprannominato Illustris, che è capace di modellare in tutte le scale necessarie le caratteristiche dell'universo in una linea temporale che inizia 12 milioni di anni dopo il Big Bang (quando l'universo era molto giovane) e proseguire per i successivi 13 miliardi di anni. Potete vedere il filmato con le immagini del simulatore in questa pagina: lucidatevi gli occhi.
Il nuovo simulatore spazia per circa 350 milioni di anni luce, e scende abbastanza nel dettaglio per consentire di vedere la composizione delle singole galassie. Nessuno era riuscito prima a ottenere un risultato simile. Inoltre, la simulazione riproduce la distribuzione di differenti elementi, inclusi idrogeno ed elio che erano presenti nell'universo appena nato, e gli elementi pesanti che hanno consentito la formazione dei Pianeti.
Non solo: gli scienziati sono anche stati capaci di modellare differenti tipi di galassie (nella simulazione ne sono presenti 41.416), incluse quelle ellittiche e a forma circolare come la nostra Via Lattea.
"Le immagini delle galassie che si vedono nella simulazione sono impressionantemente realistiche, con una definizione che in precedenza si era potuta apprezzare solo nelle simulazioni delle galassie singole" scrive Michael Boylan-Kolchin, astronomo all'Università del Maryland, a commento dell'articolo di Nature. Per rendere meglio l'idea, le immagini "sono sorprendentemente simili" a quelle riprese dal telescopio spaziale Hubble "in termini di densità, colori, dimensioni e morfologia" conclude l'esperto.
Gli autori ammettono che la simulazione non è perfetta, ma "rappresenta un significativo passo avanti nella modellazione della formazione delle galassie". Guardando il video la prima sensazione che si ha è che siamo meno di un granello di polvere, e che l'esplorazione dell'Universo è tuttora allo stato embrionale.