Buchi neri non sono noti per la loro semplicità e un compito continuo per i fisici è cercare di prevedere come si comportano questi misteriosi fenomeni sulla base delle poche informazioni che siamo in grado di raccogliere. Date le difficoltà di risolvere il nebuloso sistema di equazioni di Einstein necessarie per farlo, la nostra conoscenza dei buchi neri si basa su potenti supercomputer che elaborano complessi algoritmi.
Ora, hanno detto i ricercatori della Goethe University di Francoforte e del Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS). hanno una simulazione accurata di due buchi neri che si fondono, utilizzando un codice progettato per funzionare su computer che non lo fanno ancora esistere.
Confuso? Bene, gli scienziati hanno sviluppato un codice di simulazione numerica per le onde gravitazionali, soprannominato "ExaHyPE", progettato per sfruttare la potenza dei supercomputer "exascale" di nuova generazione. Questi computer, che devono ancora essere costruiti, dovrebbero essere in grado di eseguire tante operazioni aritmetiche al secondo quante ci sono insetti sulla Terra - un numero che si avvicina alla capacità del cervello umano e dovrebbe farne un lavoro breve modellazione A
buco nero.LEGGI SUCCESSIVO: Cosa sono i buchi neri?
Mentre un supercomputer exascale deve ancora essere costruito, i ricercatori hanno affinato il loro codice ExaHyPE presso i più grandi centri di supercalcolo disponibili in Germania. Guidato dal professor Luciano Rezzolla della Goethe University, l'approccio utilizza un nuovo metodo numerico che impiega le idee del fisico russo Boris Galerkin. Il team afferma di aver raggiunto una pietra miliare e che la sua simulazione potrebbe espandere notevolmente le possibilità sperimentali per rilevare le onde gravitazionali da una serie di corpi astronomici.
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“Raggiungere questo risultato, che da molti anni è l'obiettivo di molti gruppi in tutto il mondo, non è stato facile”, afferma il professor Rezzolla. “Sebbene ciò che abbiamo realizzato sia solo un piccolo passo verso la modellazione di buchi neri realistici, ci aspettiamo che il nostro approccio diventi il paradigma di tutti i calcoli futuri”.
La ricerca, pubblicata in Revisione fisica D, incentrato sul centro di supercalcolo Leibniz LRZ a Monaco e sul centro di calcolo ad alte prestazioni HLRS a Stoccarda, che già ospita più di 100.000 processori. Oltre a modellare le complessità dei buchi neri e delle stelle di neutroni, i nuovi algoritmi matematici possono essere applicati allo studio di fenomeni legati alla Terra, come tsunami e terremoti. Con una maggiore comprensione di questi disastri naturali, potrebbe essere possibile creare simulazioni più accurate per prevederne l'attività.
Per i ricercatori, la pietra miliare nella modellazione della fusione dei buchi neri è un perfetto punto d'incontro tra una serie di discipline. “L'aspetto più eccitante del progetto ExaHyPE è la combinazione unica di fisica teorica, applicata matematica e informatica", afferma il professor Michael Dumbser, leader del team di matematica applicata in Trento. "Solo la combinazione di queste tre diverse discipline ci permette di sfruttare il potenziale dei supercomputer per comprendere la complessità dell'universo".
