l'Astrofilo luglio-agosto 2014

COSMOLOGIA ASTROFILO l’ giungere a conclusione. I 12 miliardi di elementi virtuali ini- ziali si sono via via trasformati in 41416 galassie, che incorpo- rano molto fedelmente le pro- prietà morfologiche, fisiche e chimiche di tutte le tipologie di galassie osservabili, con l'u- nica incongruenza rappresen- tata dalla tempistica di for- mazione delle prime galassie di piccola massa, che appaiono troppo presto rispetto a quan- to suggerito dalle osservazioni telescopiche. Scendendo brevemente nel dettaglio, l'universo reale e l'universo generato da Illustris, a parità di volume conside- rato, hanno tra l'altro in co- mune le seguenti caratteristi- che: il rapporto attuale fra quantità di stelle rispetto alla materia oscura per galassie di qualunque tipo; il tasso di for- mazione stellare in funzione del tempo; le funzioni di mas- sa stellare e luminosità delle ga- lassie; la quantità di gas inter- galattico; l'abbondanza di idro- geno, elio e metalli nelle galas- sie; il numero di galassie satel- liti negli ammassi, in funzione della distan- za dal baricentro degli ammassi stessi. Ul- tima ma non ultima, la pressoché perfetta proporzione fra il numero delle galassie el- littiche e quello delle galassie spirali, nota dolente di tutte le precedenti simulazioni. Le dimensioni e, sopratutto, la risoluzione dell'universo creato da Illustris sono tali che lo stesso team di ricercatori che ci ha lavo- rato è riuscito a esplorarne solo una picco- la parte e molti aspetti di quel mondo vir- tuale rimangono tuttora da scoprire. Pensando agli innumerevoli progressi che inevitabilmente caratterizzeranno nel fu- turo i vari aspetti delle simulazioni come Illustris, viene da chiedersi se arriverà un giorno in cui gli astrofisici troveranno più utile e veloce studiare una versione vir- tuale completa dell'universo piuttosto che l'universo reale. E voluzione a ri- troso nel tem- po (da z=0 a z=4) di una parte di universo, ripro- dotta da Illustris sulla base della densità della ma- teria oscura e di alcune proprietà del gas interga- lattico. Si nota chiaramente co- me le strutture del giovane uni- verso virtuale ap- paiano meno organizzate, più fredde e meno metalliche. [Illustris Project] galassie stesse che li ospitano. Illustris riper- corre l'intera evoluzione dell'universo, da 12 milioni di anni dopo il Big Bang fino ai giorni nostri. La simulazione inizia quindi in un periodo in cui non esistevano ancora evidenti strutture organizzate su grande scala e termina in un'epoca che possiamo riscontrare facilmente, vivendola. Per co- prire un lasso di tempo tanto lungo (oltre 13 miliardi di anni), con la straordinaria ri- soluzione massima di appena 156 anni luce, meno della distanza che separa il Sole da Spica, sono stati impiegati supercomputer di Stati Uniti, Germania e Francia, i quali, pur utilizzando in parallelo 8192 potenti CPU, hanno dovuto lavorare ininterrotta- mente per 3 mesi prima di fornire il risul- tato atteso. Un'elaborazione di quel tipo avviata su un qualunque personal compu- ter avrebbe impiegato migliaia di anni per n