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CALCOLI ASTRONOMICI

I futurologi dell’Universo

All’Istituto di radioastronomia di Bologna un gruppo di ricercatori studia l’evoluzione del cosmo su grandissima scala. Ha appena concluso una maxi-simulazione sul destino di 20 cluster di galassie. Sono serviti oltre 500 computer del Cineca che hanno macinato dati per 800mila ore

All’Istituto di radioastronomia di Bologna, lavorano alcuni astronomi che sanno leggere nel futuro. Studiano, cioè, come sarà il cosmo tra milioni e persino miliardi di anni. Non usano, ovviamente, tarocchi o palle di vetro per queste profezie. Ma modelli matematici estremamente complessi che permettono di descrivere nel dettaglio cosa avviene e come evolve l’Universo su grandissima scala sulla base di quanto è avvenuto dal Big Bang ai nostri giorni. È un’impresa ai limiti del possibile, dato l’impressionante numero di variabili e di interazioni da prendere in considerazione. È già complicatissimo prevedere il destino di una singola stella, immaginiamo mettere a sistema le leggi fisiche che regolano una galassia o un ammasso di galassie, ciascuno dei quali a sua volta può contenere anche migliaia di galassie ed estendersi per milioni di anni luce.

Franco Vazza, assegnista dell’IRA di Bologna, insieme a Gianfranco Brunetti (Ira), Claudio Gheller e Riccardo Brunino (Cineca) ha appena spostato l’asticella di questo limite umano, prendendo in considerazione ben 20 cluster di galassie in quella che si attesta come la simulazione cosmologica più dettagliata di singoli ammassi finora eseguita. “Seguiamo l’evoluzione di agglomerati di galassie che comprendono miliardi di miliardi di stelle, pari a 10^15 masse solari”.

Simili grandezze in gioco richiedono una capacità di calcolo enorme. Si tratta di elaborare un’impressionante quantità di dati (temperatura, pressione, massa, volume, forze…). “Occorrono macchine molto potenti e livelli di risoluzione dei punti griglia (i pixel) elevatissimi”, spiega Vazza. Per questo, i ricercatori si sono rivolti direttamente al Cineca di Bologna, il più grande centro di calcolo d’Italia. “Per eseguire la simulazione sono state necessarie 800 mila ore di calcolo. Una sola macchina avrebbe impiegato almeno 90 anni a far girare il codice numerico.

“Abbiamo messo al lavoro 512 computer in parallelo, che hanno elaborato i dati simultaneamente, abbattendo i tempi e ottenendo i risultati in due mesi e mezzo”, racconta l’astronomo. “Complessivamente, le macchine del Cineca hanno macinato ininterrottamente dati per 4 terabyte (quattromila miliardi di byte)”.

Il risultato di questo lavoro titanico si può ammirare in alcuni filmati visibili qui. In uno dei video, per esempio, si può seguire il maestoso balletto cosmico che porta alla formazione, nel corso di circa 10 miliardi di anni, di un ammasso di galassie di 200mila miliardi di masse solari, a forza di successive collisioni e aggregazioni con proto-ammassi di dimensioni via via crescenti.

Il lavoro di Vazza e colleghi, sottomesso alla rivista New Astronomy, sta per essere pubblicato sull’archivio “open source” ArXiv, “Vogliamo rendere accessibili i risultati – conclude  l’astronomo – perché riteniamo siano di grande interesse per chi fa ricerca in questo campo”. Un archivio on-line è già disponibile a tutti i ricercatori interessati, al sito web: http://data.cineca.it

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Tags IRA Bologna
Daniela Cipolloni: