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La storia dell’Universo secondo Planck

I nuovi dati del satellite Planck, pubblicati di recente, riguardano finalmente l’intera missione. Secondo gli scienziati del consorzio, questi risultati stanno facendo luce su ciò che conosciamo del nostro Universo, grazie soprattutto alle misure più precise della distribuzione della materia, inclusa la materia scura, e di come essa si è aggregata nel corso del tempo cosmico. Inoltre, sono stati misurati altri parametri che definiscono le proprietà dell’Universo con una precisione maggiore, fornendo ai modelli dei limiti più stringenti.

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La prima mappa 3D della ‘rete cosmica’ primordiale

Un gruppo di astronomi guidati dai colleghi del Max Planck Institute for Astronomy hanno realizzato la prima mappa tridimensionale dell’Universo distante che risale ad appena 3 miliardi di anni dopo il Big Bang. La mappa, costruita a partire dai dati raccolti con i telescopi del Keck Observatory, si estende per 100 milioni di anni-luce e fornisce preziosi indizi sulle strutture galattiche che sono ‘inserite’, si fa per dire, nella cosiddetta ‘rete cosmica‘.

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L’Universo, il cervello umano e internet: esistono delle similitudini?

Secondo uno studio recente pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Scientific Reports, la struttura dell’Universo e le sue leggi fisiche che lo governano potrebbero essere molto simili a quelle del nostro cervello e a quelle che caratterizzano internet o i social network.

“Certamente non stiamo affermando che l’intero Universo è una sorta di gigantesco cervello o computer” spiega Dmitri Krioukov del Cooperative Association for Internet Data Analysis (CAIDA), presso il San Diego Supercomputer Center (SDSC) dell’Università della California a San Diego. “Tuttavia, la recente scoperta sul fatto che esiste una forte equivalenza tra la struttura dell’Universo e le reti complesse, come internet o i social network, suggerisce sorprendentemente che possano esistere leggi fisiche simili che governano i processi dinamici di questi sistemi molto complessi”. Le similitudini al livello strutturale e dinamico che sono alla base di reti molto diverse tra loro sembrano indicare che esistono delle leggi universali anche se ci sfugge al momento quale possa essere la loro origine e natura. Oggi, grazie ad una serie di complicate simulazioni numeriche, un gruppo di ricercatori hanno dimostrato che la rete cosmica, che rappresenta la struttura su larga scala dell’Universo e che evolve man mano che lo spazio si espande accelerando, mostra delle forti somiglianze rispetto ai network più complessi, come internet, appunto, o addirittura i sistemi biologici. “Questi risultati hanno implicazioni fondamentali sia per i network scientifici ma anche per la cosmologia in generale” commenta Krioukov. “Abbiamo scoperto che l’evoluzione dinamica su larga scala relativa alle reti più complesse e alle reti casuali diventano asintoticamente simili e questo dimostra la somiglianza che esiste tra queste reti”. Insomma, chi l’avrebbe mai detto che l’evoluzione dello spaziotempo quadridimensionale dal vuoto quantistico avesse a che fare con la struttura di internet? Ora, se immaginiamo per un attimo la struttura dell’Universo, essa ci appare astronomicamente grande, se non addirittura infinita. Ma anche se fosse finita, si calcola che essa non sia più piccola di 10250 atomi di spazio e tempo, cioè 1 seguito da 250 zeri! Per fare un confronto, si stima che il numero delle molecole dell’acqua presenti negli oceani di tutto il mondo sia almeno di 4,4 X 1046. Per lavorare a questa struttura immane, i ricercatori hanno trovato un modo per scalare le sue dimensioni, mantenendo comunque inalterate le proprietà fisiche e dimostrando matematicamente che queste proprietà non dipendono dalle dimensioni della struttura scelta in un determinato intervallo di parametri, come la curvatura e l’età dell’Universo. Una volta ottenute le dimensioni scalate, i ricercatori hanno realizzato una serie di simulazioni della struttura casuale dell’Universo utilizzando Trestles, uno dei super computer più potenti del SDSC. Dopo aver ottimizzato l’applicazione, Robert Sinkovits è stato in grado di completare il calcolo numerico in appena più di un giorno rispetto al tempo di calcolo previsto originariamente dal progetto e cioè tre o quattro anni. Non solo, ma i risultati sono stati in perfetto accordo con la teoria. Ora, però, ci si chiede se questa equivalenza asintotica possa essere frutto di una coincidenza o meno. “Potrebbe essere”, dice Krioukov, “ma la probabilità che esista una tale coincidenza è estremamente bassa. In fisica, le coincidenze sono estremamente rare e non succedono quasi mai. C’è sempre una spiegazione che non potrebbe essere ovvia al momento”. Forse, questa spiegazione potrebbe un giorno portare alla scoperta di leggi fondamentali comuni e universali di cui due diverse conseguenze sono le leggi della gravità, che descrivono la struttura su larga scala dell’Universo, e leggi ancora sconosciute che descrivono, invece, i processi dinamici dei sistemi complessi.

Science article: Network Cosmology