p Pesquisadores da Universidade de Zurique simularam a formação de todo o nosso universo com um grande supercomputador. Um catálogo gigantesco de cerca de 25 bilhões de galáxias virtuais foi gerado a partir de 2 trilhões de partículas digitais. Este catálogo está sendo usado para calibrar os experimentos a bordo do satélite Euclid, que será lançado em 2020 com o objetivo de investigar a natureza da matéria escura e da energia escura. p Durante um período de três anos, um grupo de astrofísicos da Universidade de Zurique desenvolveu e otimizou um código revolucionário para descrever com precisão sem precedentes a dinâmica da matéria escura e a formação de estruturas em grande escala no universo. Como Joachim Stadel, Douglas Potter e Romain Teyssier relatam em seu artigo publicado recentemente, o código (chamado PKDGRAV3) foi projetado para usar de forma otimizada a memória disponível e o poder de processamento das arquiteturas de supercomputação modernas, como o supercomputador "Piz Daint" do Swiss National Computing Center (CSCS). O código foi executado nesta máquina líder mundial por apenas 80 horas, e gerou um universo virtual de dois trilhões (ou seja, dois mil bilhões ou 2 x 1012) macropartículas que representam o fluido de matéria escura, do qual um catálogo de 25 bilhões de galáxias virtuais foi extraído.

p Estudando a composição do universo escuro

p Graças à alta precisão de seus cálculos, apresentando um fluido de matéria escura evoluindo sob sua própria gravidade, os pesquisadores simularam a formação de pequenas concentrações de matéria, chamados halos de matéria escura, no qual acreditamos que galáxias como a Via Láctea se formam. O desafio desta simulação era modelar galáxias tão pequenas quanto um décimo da Via Láctea, em um volume tão grande quanto todo o nosso universo observável. Este foi o requisito estabelecido pela missão Euclides europeia, cujo principal objetivo é explorar o lado escuro do universo.

p Medindo distorções sutis

p De fato, cerca de 95 por cento do universo é escuro. O cosmos consiste em 23% de matéria escura e 72% de energia escura. "A natureza da energia escura continua sendo um dos principais enigmas não resolvidos da ciência moderna, "diz Romain Teyssier, Professor de astrofísica computacional do UZH. Um quebra-cabeça que só pode ser resolvido por meio de observação indireta:quando o satélite Euclides irá capturar a luz de bilhões de galáxias em grandes áreas do céu, astrônomos irão medir distorções muito sutis que surgem da deflexão da luz dessas galáxias de fundo por um primeiro plano, distribuição invisível de massa - matéria escura. "Isso é comparável à distorção da luz por um painel de vidro um tanto irregular, "afirma Joachim Stadel, do Instituto de Ciência da Computação do UZH.

p Otimizando estratégias de observação do satélite

p Este novo catálogo de galáxias virtuais ajudará a otimizar a estratégia de observação do experimento Euclides e minimizar várias fontes de erro, antes que o satélite embarque em sua missão de coleta de dados de seis anos em 2020. "Euclides fará um mapa tomográfico de nosso universo, rastreando no tempo mais de 10 bilhões de anos de evolução no cosmos, "Stadel diz. A partir dos dados de Euclides, pesquisadores irão obter novas informações sobre a natureza desta misteriosa energia escura, mas também espero descobrir uma nova física além do modelo padrão, como uma versão modificada da relatividade geral ou um novo tipo de partícula.