Bolshoi, la simulazione dell'universo

La simulazione Bolshoi (in russo "grande", "grandioso") è la simulazione cosmologica più accurata mai realizzata sull'evoluzione dell'universo in cui viviamo, dal Big Bang al presente. Il primo set di dati è stato recentemente reso pubblico per la consultazione da parte di astronomi e astrofisici.
Per eseguire Bolshoi, dato che fornisce anche un output ad altissima risoluzione e in grafica tridimensionale, è stato necessario utilizzare uno dei 10 supercomputer del mondo, il Pleiades, utilizzato dal NASA Ames Research Center e considerato il settimo supercomputer più veloce del mondo.Giusto per darvi un'idea di che tipo di macchina è il Pleiades, guardate le sue specifiche tecniche: 111.872 processori multicore, 188 terabytes di memoria, circa 1.09 Pflop/s di capacità di calcolo e SUSE® Linux (credavate davvero che usassero Windows?).
La simulazione Bolshoi ha sfruttato anche i dati raccolti dalla sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) Explorer 80, lanciata con lo scopo di misurare le variazioni della radiazione cosmica di fondo, il residuo del Big Bang, e ha contribuito alla formulazione di importanti ipotesi sulla materia e l'energia oscura.
Le informazioni sono state raccolte in un volume cubico di spazio dal lato di circa 1 miliardo di anni luce. Se calcoliamo che la nostra galassia, la Via Lattea, ha un diametro di circa 100.000 anni luce, possiamo renderci conto di quante galassie potrebbero risiedere nella porzione di universo analizzata da Bolshoi.
La radiazione cosmica di fondo è ciò che rimane del Big Bang, che si sarebbe verificato circa 13,7 miliardi di anni fa (data stimata da WMAP con un'accuratezza dell' 1% circa). Studiare questo tipo di radiazione consente non solo di mettere alla prova la Relatività, ma anche di ottenere dettagli sulla composizione e sull'evoluzione dell'universo.
La simulazione Bolshoi si basa sulla teoria definita "Lambda Cold Dark Matter", attualmente accettata più o meno unanimamente da tutti come il modello teorico standard per descrivere la formazione di grosse strutture come le galassie.Questo modello include anche l'energia oscura nelle dinamiche dei precedenti modelli teorici sull'evoluzione dell'universo, combinandola con la gravità per ottenere un concetto relativamente semplice: "la continua unione di piccole cose finisce per crearne di grandi".
Bolshoi non si limita soltanto all'universo visibile (una piccola parte di quello reale), ma anche a ricreare i meccanismi di mutamento delle polveri spaziali visibili e invisibili. L'obiettivo ultimo è quello di poter rendere visibile la materia oscura agli astronomi, per lo meno in una simulazione computerizzata.
La simulazione è partita da oltre 24 milioni di anni dopo il Big Bang, e ha seguito oltre 8,6 miliardi di particelle, ciascuna rappresentante un frammento di materia scura per una massa totale pari a 200 milioni di volte quella del nostro sole.
Bolshoi ha scattato un'istantanea tridimensionale dell'universo per 180 volte durante la simulazione. Si tratta di immagini con un livello di dettaglio incredibile e di dimensioni enormi, per un totale di 90 terabytes di spazio su disco.
La simulazione recentemente eseguita è solo una delle tre che effettuate su Pleiades. La seconda, nota come BigBolshoi, ha analizzato una porzione di spazio 64 volte più voluminosa della prima, tentando di determinare le proprietà dell'energia oscura.La terza, invece, è ancora in corso di esecuzione su Pleiades, allo scopo di ricreare la formazione e la distribuzione delle galassie più piccole. Entro la fine del prossimo inverno verranno pubblicati i dati delle sue simulazioni successive.
The Bolshoi Simulation