De acordo com um estudo publicado na revista científica Physics Review D, uma equipe de pesquisadores conseguiu utilizar um supercomputador e executar modelos cosmológicos para investigar a matéria escura. A pesquisa foi realizada na Universidade da Califórnia em Santa Cruz (UCSC) e utilizou o supercomputador Summit, localizado no Oak Ridge National Laboratory do Departamento de Energia dos Estados Unidos.
Os cientistas explicam que o Summit conseguiu realizar mais de mil simulações hidrodinâmicas de alta resolução. Foi dessa forma que a equipe simulou diferentes propriedades da matéria escura responsáveis por afetar a teia cósmica, uma enorme rede de filamentos de gás que conecta as estrelas e galáxias do universo.
Em uma comparação com resultados de outras simulações cosmológicas da Floresta Lyman-Alpha observada por diferentes telescópios espaciais, a pesquisa descobriu que uma das principais alegações do modelo Lambda-Cold Dark Matter (Lambda-CDM) talvez não esteja certa — a Floresta Lyman-Alpha representa diversas características de absorção formadas pela luz de quasares distantes.
O modelo Lambda-CDM explica que 85% do universo é feito de matéria escura fria, contudo, os resultados sugerem que a matéria escura é quente e tem velocidades térmicas mais rápidas.
A imagem apresenta detalhes do resultado da simulação; após realizar simulações de matéria escura, os resultados gerados pelo supercomputador sugerem que a principal teoria sobre a matéria escura pode estar errada.Fonte: Bruno Villasenor/UCSC
"Sabemos que há muita matéria escura no universo, mas não temos ideia do que compõe essa matéria escura, que tipo de partícula é. Só sabemos que está lá por causa de sua influência gravitacional. Mas se pudermos restringir as propriedades da matéria escura que vemos, podemos descartar alguns possíveis candidatos", disse um ex-aluno de doutorado na UCSC e um dos autores do artigo, Bruno Villasenor.
Supercomputador e matéria escura
O professor do Departamento de Astronomia e Astrofísica da UCSC, Brant Robertson, diz que o modelo oferece uma ótima visão para diversas observações na astronomia e cosmologia, contudo, afirma que a teoria talvez apresente problemas fundamentais que devem ser estudados e corrigidos.
O software utilizado para fazer as simulações no supercomputador é chamado Computational Hydrodynamics On ParaLLel Architectures (Cholla) e, originalmente, foi desenvolvido para entender como os gases do universo evoluem ao longo do tempo e atuam na dinâmica de fluidos. Contudo, foram realizadas diversas atualizações ao decorrer dos últimos três anos, por isso, os pesquisadores acreditam que o Cholla poderá ajudar significativamente futuros estudos na área.
"Você pode pensar em Cholla como uma multiferramenta, então quanto mais peças adicionarmos à nossa multiferramenta, mais tipos de problemas poderemos resolver. Se eu construí a ferramenta original apenas como um canivete, é como se Bruno tivesse adicionado uma chave de fenda — ali há toda uma classe de problemas que podemos resolver agora que não poderíamos resolver com o código original", disse o desenvolvedor do software e professor assistente na Universidade de Pittsburgh, Evan Schneider.
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