La simulazione del millennio, formalmente conosciuta come la corsa del millennio, è una delle più grandi simulazioni dello sviluppo dell’universo mai realizzate. La simulazione del millennio è stata sviluppata nel 2005 dal Consorzio Virgo, un gruppo di astrofisici provenienti da Germania, Regno Unito, Canada, Giappone e Stati Uniti. La simulazione, che è stata eseguita su un supercomputer a Garching, in Germania, includeva oltre 10 miliardi di “particelle”, simulando 20 milioni di galassie e quasar in un cubo virtuale di circa 2 miliardi di anni luce di lato. La Millennium Simulation è stata creata come strumento per produrre previsioni sulla struttura su larga scala dell’universo e confrontarle con i dati osservativi e le teorie degli astrofisici.
La simulazione del millennio inizia circa 379,000 anni dopo il Big Bang, 13.7 miliardi di anni fa, quando l’universo era estremamente denso e caldo. E quella volta, la materia consisteva in un plasma di elettroni, fotoni e barioni, e l’universo era immerso in un flusso di radiazioni. Quando l’universo si è espanso e si è raffreddato, ha raggiunto una temperatura critica – circa 3000 K – e ha iniziato a “disaccoppiarsi” in radiazione e materia indipendente. Questo evento ha prodotto la radiazione cosmica di fondo a microonde, che oggi satura l’universo e ha una temperatura universale di circa 2.7 K. A causa di osservazioni dettagliate del fondo cosmico a microonde, i fisici hanno una buona idea dello stato dell’universo al momento del disaccoppiamento , e questa informazione è stata programmata nella simulazione del millennio per fungere da stato iniziale.
Dopo aver eseguito la simulazione del millennio su un potente supercomputer per oltre un mese, il Consorzio Virgo ha ottenuto i risultati: oltre 25 terabyte (TB) di dati, sufficienti per contenere 5,300 DVD. Visualizzato in forma visiva, l’output appare come una sottile rete tridimensionale di filamenti con autosomiglianza frattale su più livelli di organizzazione. Questi filamenti sono in realtà materia oscura, che costituisce la maggior parte della massa nell’universo. La materia oscura non può essere vista direttamente, ma la sua esistenza può essere dedotta dalla sua influenza gravitazionale sulla materia visibile. Nel modello, i filamenti possono essere visti direttamente, cosa impossibile con la vera materia oscura.
L’esecuzione della simulazione del millennio ha fornito agli astrofisici un’abbondanza di nuovi dati su come l’universo potrebbe essersi evoluto e prevede la struttura del “superammasso” che osserviamo dai dati astronomici. Uno dei primi risultati derivati dalla simulazione del millennio è stato che i buchi neri si sono formati prima di quanto si pensasse in precedenza, cosa supportata dai dati sperimentali della Sloan Digital Sky Survey, ma che sfida i nostri attuali modelli cosmologici.