4 Marzo 2003 - Simulare una galassia

Ora è possibile trovare soluzioni anche per sistemi con più stelle in movimento

Gli astrofisici che usano i computer per studiare l’evoluzione delle galassie hanno a che fare con numerosi problemi: una galassia è infatti un sistema complesso e difficile da modellizzare. Un articolo apparso sulla rivista “Physical Review Letters” suggerisce un nuovo modo per verificare l’accuratezza di molte simulazioni. L’autore, Wayne B. Hayes dell’Università del Maryland, descrive tecniche per trovare soluzioni “ombra” accurate ed esatte, che seguono da vicino i risultati delle simulazioni.
Quando gli astrofisici vogliono rispondere a una domanda - come si sviluppano le braccia di una spirale, per esempio -, cominciano a fissare le posizioni iniziali di un gruppo si stelle. Poi, con l’aiuto di equazioni delle forze gravitazionali che le stelle esercitano l’una sull’altra, simulano l’evoluzione futura della galassia. Poiché si tratta di un sistema caotico, un minuscolo cambiamento nelle condizioni iniziali può influire enormemente nella forma che la galassia assume dopo due miliardi di anni.
Persino i migliori computer devono far uso di approssimazioni per risolvere i problemi, e un certo margine di errore è inevitabile. Ma in un sistema caotico gli errori crescono esponenzialmente e il risultato finale può risultare perciò completamente errato.
Un’”ombra” è una soluzione esatta di un set di equazioni che segue il percorso di una soluzione fornita dal computer per un lungo periodo di tempo, come quello corrispondente a 50 o 100 rotazioni di una galassia. Una simulazione che non possiede un’ombra non è necessariamente sbagliata, ma la presenza di un’ombra fornisce comunque una buona indicazione che la simulazione è accurata.
Fino al lavoro di Hayes, la ricerca di un’ombra era possibile soltanto per sistemi molto semplici, con una sola stella in movimento in un campo di stelle fisse, in quanto il metodo matematico che veniva usato richiedeva molto lavoro di elaborazione dati. Il nuovo metodo, grazie ad algoritmi di calcolo innovativi ed eleganti, permette di trovare le ombre di sistemi molto complessi, con numerose stelle in movimento.

Fonte: Le scienze Online

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