Simulazioni numeriche dell’Universo oscuro

La linea di pensiero prevalente ritiene che il nostro Universo sia formato da due entità misteriose che gli astronomi non possono osservare o misurare direttamente: la materia oscura e l’energia oscura. Questo rende alquanto impegnativo il tentativo di determinare se l’attuale comprensione dei loro effetti percepiti sia corretta.

Uno dei modi in cui gli scienziati possono acquisire sicurezza del fatto che dispongono di tutte le informazioni importanti per la corretta interpretazione dei dati cosmologici è quello di usare dei modelli dell’Universo. I ricercatori al lavoro sul progetto SIDUN (Simulating the dark Universe), finanziato dall’UE, hanno usato delle simulazioni per vari scenari cosmologici.

Per riprodurre i dettagli dell’evoluzione dell’Universo, i ricercatori hanno aggiornato il software per quelle che vengono chiamate simulazioni idrodinamiche, che trattano il contenuto dell’Universo come le particelle di un fluido. Queste simulazioni cosmologiche si concentrano principalmente su scenari competitivi di modelli dell’energia oscura e della gravità modificata che interagiscono.

Ma gli scienziati di SIDUN hanno anche combinato simulazioni dei due differenti scenari dell’accelerazione cosmica con estensioni del modello standard, che includono i neutrini massivi. I modelli numerici dell’inflazione cosmologica usati hanno documentato un livello significativo di asimmetria nella distribuzione primordiale della massa.

I ricercatori sperano che i risultati di queste simulazioni forniscano delle risposte ad alcune domande ancora aperte riguardanti materia oscura, energia oscura e struttura complessiva del cosmo. In particolare, l’energia oscura sta presumibilmente spingendo la sempre più veloce espansione del nostro Universo.

Esistono molte teorie differenti riguardo all’energia oscura. Essa potrebbe essere una caratteristica della gravità su grandi scale che non è stata ancora scoperta. Essa potrebbe essere una piccola variazione della relatività generale a cui gli scienziati non hanno ancora pensato. Il nuovo gruppo di dati sulle simulazioni a elevata risoluzione dovrebbe consentire di cogliere gli effetti molto sottili dell’energia oscura.

I risultati del progetto SIDUN sono stati già inclusi nella pianificazione delle simulazioni della missione Euclid dell’Agenzia spaziale europea (ESA) progettata per mappare l’Universo oscuro. Queste dovrebbero aiutare i cosmologi a escludere delle possibili spiegazioni mentre tentano di puntare a una teoria più accurata di come funziona il nostro Universo.