Simulazione della nascita dell’Universo al supercomputer

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Il “simulatore” di universi mette in discussione alcune nostre certezze. Il supercomputer ha simulato più di 8 milioni di universi e li ha fatti “evolvere” per 13 miliardi di anni per capire come si è evoluto il nostro. I risultati ribaltano la nostra comprensione della formazione stellare.

La Nebulosa Tarantula, una gigantesca regione di formazione stellare nella Grande Nube di Magellano.|HUBBLE, NASA, ESA.
La Nebulosa Tarantula, una gigantesca regione di formazione stellare nella Grande Nube di Magellano.|HUBBLE, NASA, ESA.

All’Università dell’Arizona hanno usato un supercomputer per creare universi virtuali regolati da diverse leggi e farli evolvere per 13 miliardi di anni, l’età dell’universo. Se il cosmo ottenuto è simile al nostro, significa che anche le leggi che li hanno plasmati sono simili.

I pilastri della Creazione. Sono nubi di gas e polveri cosmiche nella Nebulosa Aquila (M16), a 6500 anni luce da noi. Vedi anche: I Pilastri della Creazione, 20 anni dopo | NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM
I pilastri della Creazione. Sono nubi di gas e polveri cosmiche nella Nebulosa Aquila (M16), a 6500 anni luce da noi. Vedi anche: I Pilastri della Creazione, 20 anni dopo | NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE TEAM

L’ERRORE. Fortunatamente, le simulazioni hanno confermato molte teorie: degli 8 milioni di universi simulati, quelli più simili al nostro sono governati da leggi in linea con le recenti teorie. Tranne per un caso: la formazione stellare. Le stelle cominciano a formarsi quando enormi nubi di gas collassano su sé stesse a causa della loro gravità. Tuttavia, perché il collasso avvenga, le teorie attuali dicono che la nube di gas dev’essere fredda; ed è proprio questo che le analisi delle simulazioni mettono in dubbio.

Secondo le teorie attuali, supernove e buchi neri riscaldano il gas circostante, impedendo la nascita di nuove stelle. Si pensa che, nell’universo primordiale, anche le dense concentrazioni di materia oscura abbiano avuto un ruolo nella formazione stellare (attirando attraverso la gravità il gas e quindi scaldandolo indirettamente). Ma non è ciò che i ricercatori hanno visto nelle simulazioni.

Illustrazione: un buco nero supermassiccio sta divorando la materia che lo circonda. | NASA
Illustrazione: un buco nero supermassiccio sta divorando la materia che lo circonda. | NASA

UN PO’ PIÙ BLU. Le simulazioni che rispettano le teorie attuali producono un universo molto più rosso del normale, perché popolato soprattutto da stelle antiche (rosse) e scarso di stelle giovani (blu). Invece, simulando un universo in cui la formazione stellare non viene ostacolata, si ottiene un cosmo molto più simile al nostro, in cui le stelle continuano a nascere.

PUZZLE. «L’energia creata dai buchi neri supermassicci e dalle esplosioni stellari è meno efficace nell’ostacolare la formazione stellare di quanto le nostre teorie prevedessero» ha detto l’astronomo Peter Behroozi dell’Università dell’Arizona. Questo ha implicazioni non solo sul modo in cui immaginiamo che le stelle si formano: altre teorie, come quelle sulla morte delle galassie, si basano sulle leggi qui messe in discussione. La ricerca continua…

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