Cos'è la simulazione del millennio?
La Millennium Simulation, formalmente conosciuta come Millennium Run, è una delle più grandi simulazioni di sempre dello sviluppo dell'universo. La Millennium Simulation è stata sviluppata nel 2005 dal Virgo Consortium, un gruppo di astrofisici provenienti da Germania, Regno Unito, Canada, Giappone e Stati Uniti. La simulazione, eseguita su un supercomputer a Garching, in Germania, includeva oltre 10 miliardi di "particelle", simulando 20 milioni di galassie e quasar in un cubo virtuale di circa 2 miliardi di anni luce su un lato. La Millennium Simulation è stata creata come strumento per produrre previsioni sulla struttura su larga scala dell'universo e confrontarle con i dati osservativi e le teorie degli astrofisici.
La Millennium Simulation inizia circa 379.000 anni dopo il Big Bang, 13,7 miliardi di anni fa, quando l'universo era estremamente denso e caldo. E quella volta, la materia consisteva in un plasma di elettroni, fotoni e barioni e l'universo era immerso in un flusso di radiazioni. Mentre l'universo si espandeva e si raffreddava, raggiunse una temperatura critica - circa 3000 K - e iniziò a "disaccoppiarsi" in radiazioni e materia indipendente. Questo evento ha prodotto la radiazione cosmica di fondo a microonde, che oggi satura l'universo e ha una temperatura universale di circa 2,7 K. A causa delle osservazioni dettagliate sullo sfondo di microonde cosmico, i fisici hanno una buona idea dello stato dell'universo nel momento del disaccoppiamento e queste informazioni sono state programmate nella simulazione del millennio per fungere da stato iniziale.
Dopo aver eseguito la Millennium Simulation su un potente supercomputer per oltre un mese, il Consorzio Virgo ha ottenuto i risultati: oltre 25 terabyte (TB) di dati, sufficienti per contenere 5.300 DVD. Visualizzato in forma visiva, l'output appare come una sottile rete tridimensionale di filamenti con auto-somiglianza frattale su più strati dell'organizzazione. Questi filamenti sono in realtà materia oscura, che costituisce la maggior parte della massa nell'universo. La materia oscura non può essere vista direttamente, ma la sua esistenza può essere dedotta dalla sua influenza gravitazionale sulla materia visibile. Nel modello, i filamenti possono essere visti direttamente, qualcosa di impossibile con la vera materia oscura.
L'esecuzione della Millennium Simulation ha fornito agli astrofisici una grande quantità di nuovi dati su come l'universo potrebbe essersi evoluto e predice la struttura del "supercluster" che osserviamo dai dati astronomici. Uno dei primi risultati derivati dalla Millennium Simulation è stato che i buchi neri potevano essersi formati prima di quanto si pensasse in precedenza, qualcosa supportato dai dati sperimentali del Sloan Digital Sky Survey, ma che sfida i nostri attuali modelli cosmologici.