La comprensione dell’evoluzione del cosmo e della distribuzione della materia oscura ha raggiunto un traguardo senza precedenti nella storia del calcolo scientifico. Un team internazionale di ricercatori provenienti da Giappone, Spagna, Stati Uniti e Argentina ha creato la più grande ed esaustiva simulazione dell’Universo mai realizzata. Il suo nome è Uchuu, termine che in giapponese significa spazio cosmico. L’esperimento virtuale ha modellato l’evoluzione di 2,1 mila miliardi di particelle di materia oscura all’interno di un cubo cosmico dal lato impercettibile di 9,6 miliardi di anni luce.
L’imponente mole di dati generata dal modello ammonta a circa tre petabyte di informazioni. La dimensione è equivalente a quella di oltre cinquecentomila film in alta definizione. Successivamente la mole di dati è stata compressa a trecento terabyte per consentire la condivisione pubblica e l’analisi da parte dell’intera comunità scientifica mondiale.
Il supercomputer ATERUI II e l’evoluzione della materia oscura
Per eseguire i calcoli necessari a ricostruire tredici miliardi e ottocento milioni di anni di storia cosmica, gli scienziati hanno utilizzato ATERUI II, il supercomputer dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) interamente dedicato all’astrofisica. Grazie a oltre quaranta mila nuclei di elaborazione e a mesi di calcolo ininterrotto, Uchuu ha tracciato il modo in cui la forza di gravità ha plasmato le prime fluttuazioni di densità primordiali, aggregando la materia oscura in enormi filamenti che costituiscono la ragnatela cosmica.
L’eccezionale risoluzione spaziale e temporale del modello permette di osservare sia le macro-strutture come i superammassi di galassie, sia le strutture microscopiche quali gli aloni di materia oscura che avvolgono le singole galassie o le complesse dinamiche di accrescimento degli ammassi galattici lungo l’intera storia dell’Universo.
Le dichiarazioni dei cosmologi: “Una macchina del tempo virtuale”
La portata scientifica del progetto e le sue applicazioni per le future campagne osservative sono state illustrate direttamente dai principali autori della simulazione. Il primo autore dello studio e professore presso la Chiba University, Tomoaki Ishiyama, ha descritto il livello di dettaglio raggiunto dal codice numerico. “Uchuu è come una vera e propria macchina del tempo virtuale. Possiamo andare avanti e indietro nel tempo, ingrandire una singola galassia o rimpicciolire l’immagine per abbracciare l’intero Universo visibile. L’eccezionale combinazione tra l’ampiezza del volume simulato e l’elevata risoluzione ci consente di studiare l’evoluzione degli aloni di materia oscura con un livello di dettaglio mai visto prima, dalle prime fasi dopo il Big Bang fino all’epoca attuale.”
Ad approfondire l’utilità del dataset per i grandi telescopi spaziali e terrestri è intervenuto il coautore dello studio, il professor Francisco Prada dell’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC). “I grandi progetti osservativi del prossimo decennio, come il telescopio spaziale Euclid o il Nancy Grace Roman Space Telescope, produrranno mappe tridimensionali del cielo estremamente vaste e dettagliate. Per interpretare correttamente quella massa di dati reali abbiamo bisogno di simulazioni cosmologiche altrettanto immense e prive di distorsioni di scala. Uchuu fornisce esattamente il punto di riferimento teorico indispensabile per confrontare le teorie sulla natura dell’energia oscura e della gravità con le osservazioni dirette.”
Un bene comune per la ricerca cosmologica internazionale
La realizzazione della simulazione dell’Universo Uchuu segna anche un importante passo avanti nella democratizzazione della scienza. L’intero database è stato strutturato in una piattaforma cloud ad accesso libero (rif.). In tal modo i gruppi di ricerca di tutto il mondo possono interrogare il modello e scaricare cataloghi di galassie e aloni di materia oscura senza la necessità di disporre di un proprio supercomputer locale.
L’infrastruttura di dati permetterà agli astrofisici di testare nuove ipotesi sulla formazione dei buchi neri supermassicci. Ma anche sulla distribuzione della materia invisibile e sull’espansione accelerata guidata dall’energia oscura. Il tutto confermando come la simulazione ad alte prestazioni sia diventata il terzo pilastro fondamentale della scienza moderna accanto alla teoria e all’osservazione.
- Titano, dopo la Luna e Marte una nuova frontiera umana - 22 Maggio 2026
- Origine Sagittarius A*, la fusione nel cuore della Via Lattea - 20 Maggio 2026
- Simulazione Universo Uchuu, il modello cosmologico da 3 petabyte - 18 Maggio 2026
