Struttura su larga scala dell'universo risultante da una simulazione al supercomputer dell'evoluzione dell'universo. Credito:Habib et al./Argonne National Lab
Se tieni conto solo della questione possiamo vedere, la nostra intera galassia non dovrebbe esistere. L'attrazione gravitazionale combinata di ogni luna conosciuta, pianeta, e la stella non avrebbe dovuto essere abbastanza forte da produrre un sistema denso e complesso come la Via Lattea.
Allora cosa ha tenuto tutto insieme?
Gli scienziati ritengono che ci sia una grande quantità di materia aggiuntiva nell'universo che non possiamo osservare direttamente, la cosiddetta "materia oscura". Anche se non si sa di cosa sia fatta la materia oscura, i suoi effetti sulla luce e sulla gravità sono evidenti nella struttura stessa della nostra galassia. Questo, combinata con l'ancora più misteriosa "energia oscura" che si pensa acceleri l'espansione dell'universo, potrebbe costituire fino al 96 percento dell'intero cosmo.
In un ambizioso sforzo diretto dall'Argonne National Laboratory, i ricercatori del Biocomplexity Institute of Virginia Tech stanno ora tentando di stimare le caratteristiche chiave dell'universo, comprese le relative distribuzioni di materia oscura ed energia oscura. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha approvato quasi 1 milione di dollari in finanziamenti per il team di ricerca, che è stato incaricato di sfruttare simulazioni al computer su larga scala e sviluppare nuovi metodi statistici per aiutarci a comprendere meglio queste forze fondamentali.
Per catturare l'impatto della materia oscura e dell'energia oscura sulle osservazioni scientifiche attuali e future, il team di ricerca prevede di basarsi su alcune delle potenti tecnologie predittive che sono state impiegate dal Biocomplexity Institute per prevedere la diffusione globale di malattie come Zika ed Ebola. Utilizzando i dati osservativi provenienti da fonti come il Dark Energy Survey, gli scienziati cercheranno di capire meglio come questi elementi "oscuri" abbiano influenzato l'evoluzione dell'universo.
"Sembra un po' incredibile, ma abbiamo fatto cose simili in passato combinando metodi statistici con simulazioni di supercomputer, guardando le epidemie, " ha detto Dave Higdon, professore nel Laboratorio di analisi sociale e decisionale del Biocomplexity Institute e docente presso il Dipartimento di Statistica, parte del Virginia Tech College of Science.
"Utilizzare metodi statistici per combinare i dati di input sulla popolazione, modelli di movimento, e il terreno circostante con simulazioni dettagliate può prevedere in che modo le condizioni di salute in un'area si evolveranno in modo abbastanza affidabile:sarà un test interessante per vedere come questi stessi principi si comportano bene su scala cosmica".
Se questo sforzo ha successo, i risultati andranno a beneficio delle prossime indagini cosmologiche e potrebbero far luce su una serie di misteri riguardanti la composizione e l'evoluzione della materia oscura e dell'energia oscura. Cosa c'è di più, mediante il reverse engineering dell'evoluzione di questi elementi, potrebbero fornire informazioni uniche su oltre 14 miliardi di anni di storia cosmica.