Gli astronomi hanno condotto le più grandi simulazioni al computer fino ad oggi, per esplorare l'evoluzione dell'universo.

Il progetto, soprannominato Flamingo, ha calcolato l’evoluzione di tutti i componenti dell’universo – materia ordinaria, materia oscura ed energia oscura – secondo le leggi della fisica.

Man mano che le simulazioni avanzano, le galassie virtuali e gli ammassi di galassie emergono in dettaglio.

Strutture come il telescopio spaziale Euclid, recentemente lanciato dall’Agenzia spaziale europea (ESA) e il telescopio spaziale James Webb della NASA, raccolgono dati su galassie, quasar e stelle.

I ricercatori sperano che le simulazioni consentano loro di confrontare l'universo virtuale con le osservazioni della realtà catturata dai nuovi telescopi ad alta potenza.

Ciò potrebbe aiutare gli scienziati a capire se il modello standard della cosmologia è una buona descrizione della realtà.

Il collaboratore della ricerca di Flamingo, il professor Carlos Frenk, professore di fisica fondamentale a Ogden, presso l'Istituto di cosmologia computazionale dell’Università di Durham, ha dichiarato: “La cosmologia è a un bivio. Abbiamo nuovi dati sorprendenti provenienti da potenti telescopi, alcuni dei quali, a prima vista, non sono conformi alle nostre aspettative teoriche. O il modello standard della cosmologia è difettoso oppure ci sono sottili distorsioni nei dati osservativi. Le nostre simulazioni super precise dell’universo dovrebbero essere in grado di dirci la risposta”.

Le simulazioni passate, che sono state paragonate alle osservazioni dell’universo, si sono concentrate sulla materia oscura fredda, ritenuta una componente chiave della struttura del cosmo. Tuttavia, gli astronomi ora affermano che anche l’effetto della materia ordinaria, che costituisce solo il 16% di tutta la materia nell’universo, e dei neutrini, minuscole particelle che interagiscono raramente con la materia normale, devono essere presi in considerazione quando si cerca di comprendere l’universo. 

Il ricercatore principale, il professor Joop Schaye, dell’Università di Leiden, ha dichiarato: “Sebbene la materia oscura domini la gravità, il contributo della materia ordinaria non può più essere trascurato poiché tale contributo potrebbe essere simile alle deviazioni tra i modelli e le osservazioni”.

I ricercatori hanno eseguito simulazioni su un potente supercomputer a Durham negli ultimi due anni. Le simulazioni hanno richiesto più di 50 milioni di ore processore sul supercomputer Cosmology Machine (COSMA 8), ospitato dall'Institute for Computational Cosmology, Durham University, per conto della struttura DiRAC High-Performance Computing del Regno Unito.

Per rendere possibili le simulazioni, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo codice, chiamato SWIFT, che distribuisce il lavoro computazionale su migliaia di unità di elaborazione centrale (CPU, a volte fino a 65.000).

Flamingo è un progetto del Consorzio Virgo per simulazioni cosmologiche sul supercomputer. L'acronimo sta per simulazioni di strutture su larga scala full-idro con mappatura di tutto il cielo per l'interpretazione delle osservazioni di prossima generazione.

Il finanziamento per il progetto è arrivato dal Consiglio europeo della ricerca, dal Consiglio delle strutture scientifiche e tecnologiche del Regno Unito, dall’Organizzazione olandese per la ricerca scientifica e dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica.

La ricerca è pubblicata sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.