Alla scoperta dell'universo oscuro

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Un team di scienziati dell’Università di Manchester ha sfruttato la potenza del GridPP, un’infrastruttura di calcolo distribuito, per cercare di fare luce sulla natura della materia e dell’energia oscura. La struttura del GridPP prevede una collaborazione tra fisici e computer scientist inglesi, con l’obiettivo di fornire risorse agli scienziati impegnati sulLarge Hadron Collider (LHC) del CERN.

Il team inglese fa parte del programma per la costruzione delLarge Synoptic Survey Telescope (LSST), un super-telescopio della classe dieci metri attualmente in costruzione aCerro Pachón, in Cile, in grado di mappare l’intero cielo visibile. In attesa della fase operativa, i ricercatori hanno dato il via a un progetto di studio pilota che ha permesso di individuare la cosiddetta cosmic shear: un effetto di distorsione dell’immagine di galassie lontane dovuto dalla deflessione della luce dalla materia, così come viene teorizzato dalla teoria della Relatività Generale. L’effetto è uno dei segni rivelatori della materia e dell’energia oscura, e questo studio sarà preparatorio al lavoro vero e proprio che andrà a svolgere LSST nel 2023. 

“Il nostro obiettivo è affrontare il mistero dell’universo oscuro - sottolinea Sarah Bridle, docente di Astrofisica - e questo progetto pilota ci aiuterà ad elaborare al meglio l’enorme mole di dati che ci darà LSST una volta entrato in funzione”. LSST osserveràdecine di miliardi di galassie e ogni immagine sarà in grado di fornire informazioni diverse sull’evoluzione e le caratteristiche degli oggetti. In passato, le misurazioni necessarie alla determinazione di proprietà come la cosmic shear venivano realizzate a mano o, a limite, tramite analisi al computer supervisionate dai ricercatori. Questi metodi non potranno essere utilizzati per LSST, a causa della grande quantità di informazioni da processare. Dato che ogni galassia presente nel catalogo è indipendente dalle altre, il processo di realizzazione delle immagini può essere svolto in modo parallelo. Gli scienziati hanno trovato nelle risorse delle infrastrutture del GriddP la soluzione ideale per la gestione dell’enorme mole di dati.

I dati  relativi alla collisione di particelle nell’LHC del CERN sono simili a quelli prodotti da una camera digitale, e GridPP processa regolarmente dati di questo genere essendo parte del WorldWide LHC Computing Grid. Per lo studio sono stati utilizzati i dati raccolti dal Dark Energy Survey (DES), un telescopio che ha l’obiettivo di sondare le dinamiche di espansionedell’Universo e la crescita della struttura su larga scala. Il test ha avuto successo e i ricercatori sono stati in grado di gestire il flusso di elaborazione delle immagini su più siti del GridPP, riuscendo a portare avanti in modo continuativo il lavoro di analisi sulle immagini fornite dal Dark Energy Survey.

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