Illustris Simulation: La Più Dettagliata Simulazione Al Computer Del Nostro Universo

"Illustris Simulation" è la più dettagliata simulazione al computer del nostro Universo, mai eseguita.

La potenza di calcolo traccia l'espansione dell'universo, l'attrazione gravitazionale della materia su se stessa, il moto del gas cosmico, la formazione di stelle e buchi neri. 
Tali componenti e processi fisici sono tutti modellati a partire da condizioni iniziali che assomigliano a quelle dell'universo quando era molto giovane, circa 300 mila anni dopo il Big Bang, e fino ai nostri giorni, per un arco temporale che copre oltre 13.800 milioni anni di evoluzione cosmica.

Il volume simulato contiene decine di migliaia di galassie catturate in alto dettaglio, coprendo una vasta gamma di masse, tassi di formazione stellare, forme, dimensioni, e con proprietà che si accordano bene con la popolazione di galassie osservate nell'universo reale. Le simulazioni sono state eseguite su supercomputer situati in Francia, Germania e Stati Uniti. La più grande è stata eseguita su 8.192 core di elaborazione, e ha richiesto 19 milioni di ore di CPU. Un computer da desktop  richiederebbe più di 2000 anni per eseguire questo calcolo.

Nel 2010 avevo pubblicato su questo blog un post riguardante "Millennium Run", anche nota come "Millennium Simulation", che all'epoca si presentava come la più straordinaria, complessa e grandiosa simulazione del cosmo mai effettuata, realizzata nel 2005 su un supercomputer dal Virgo Consortium, un gruppo internazionale di astrofisici provenienti da Germania, Regno Unito, Canada, Giappone e Stati Uniti.
In tale simulazione, la regione simulata dal super-calcolatore è un cubo di lato pari a circa due miliardi di anni-luce, mentre  l'intervallo di tempo riprodotto è pari a quello trascorso dal Big Bang ai nostri giorni.

Questa come altre simulazioni precedenti hanno sostanzialmente riprodotto il "web cosmico" di galassie che vediamo nell'Universo, ma non sono riuscite a creare una popolazione mista di galassie ellittiche e a spirale, a causa delle imprecisioni numeriche e di modelli fisici incompleti. Inoltre, non sono state in grado di seguire l'evoluzione su scala ridotta di gas e stelle, allo stato attuale, all'interno di una porzione rappresentativa dell'universo. 

L'Illustris Simulation riporta, invece, una simulazione che inizia 12 milioni anni dopo il Big Bang e ripercorre 13 miliardi anni di evoluzione cosmica, con 12 miliardi di elementi di risoluzione in un cubo di 106,5 megaparsec (1megaparsec=3.08567758×10^22 metri) di lato. Produce una popolazione ragionevole di galassie ellittiche e a spirale, riproduce la distribuzione osservata di galassie in ammassi e le caratteristiche dell'idrogeno su larga scala; allo stesso tempo, si accorda al "metallo" e al contenuto di idrogeno delle galassie su piccola scala.

►Per saperne di più visitate il sito del progetto:
http://www.illustris-project.org

►Pubblicazione:
"Properties of galaxies reproduced by a hydrodynamic simulation", Vogelsberger, Genel, Springel, Torrey, Sijacki, Xu, Snyder, Bird, Nelson, Hernquist, Nature 509, 177-182 (08 May 2014) doi:10.1038/nature13316
►http://www.nature.com/nature/journal/v509/n7499/full/nature13316.html

► Musica:
moonbooter (http://www.moonbooter.de/ )

►Istituti coinvolti nel progetto:
Massachusetts Institute of Technology , Harvard University , Heidelberg Istituto per gli studi teorici , University of Cambridge , Istituto for Advanced Study di Princeton , Space Telescope Science Institute

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