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Mappe digitali dell'Universo

Le osservazioni dei corpi celesti possono essere trasformate in informazioni digitali e registrate su memorie di migliaia di gigabyte. Questo lavoro permette di determinare la posizione e la luminosità assoluta degli oggetti osservati e di conoscere meglio la struttura globale dell'Universo. Le immagini del cielo che si ottengono con i telescopi sono costituite da una miriade di piccolissimi elementi chiamati 'pixels'. Questi elementi sono prodotti dai fotoni in arrivo dall'Universo, i quali trasportano molte informazioni riguardanti le sorgenti che li hanno emessi. I pixels sono ciò che resta dei fotoni dopo che sono stati trasformati in dati digitali, cioè numerici: essi mantengono le informazioni portate dai fotoni e possono essere elaborati matematicamente con i calcolatori elettronici per estrarre il valore di parametri importanti, come la luminosità, la distanza e la velocità. I pixels sono convertiti nel formato numerico binario, cioè in numeri composti dalla combinazione di due sole cifre (0 e 1), dette 'bit', perché in questo modo possono essere elaborati matematicamente nei calcolatori elettronici. La risoluzionedell'immagine digitale, cioè la capacità di evidenziare dettagli più fini, dipende dal numero di bit che si utilizzano, cioè da quanti numeri si possono ottenere, perché ognuno di essi rappresenta una caratteristica dell'immagine: con 2 bit si ottengono 4 numeri (00, 11, 01, 10), con 4 se ne ottengono 16, con 8 se ne hanno 256, e così via.
La Sloan Digital Sky Survey (SDSS) fornisce un'importante mappa tridimensionale dell'Universo, in ottimo accordo con le previsioni teoriche. Esistono anche altri progetti di mappatura dell'Universo. A partire dai dati raccolti su un gran numero di galassie e dalle immagini bidimensionali ottenute con un telescopio di 2,5 m di diametro (a destra nell'immagine), si calcola la distanza tra le galassie analizzandone lo spettro emesso e si costruisce una mappa tridimensionale nella quale a ogni punto corrisponde una galassia, con il colore che rappresenta la luminosità (a sinistra nell'immagine). In questo modo è possibile capire come la gravità influenzi la distribuzione degli ammassi di galassie. Grazie a simulazioni effettuate al computer che collegano le strutture cosmiche attuali con quelle dell'Universo primordiale ottenute dallo studio della radiazione cosmica di fondo, si ricavano informazioni sulla struttura e sull'evoluzione dell'Universo, in particolare su come la materia si è aggregata a formare strutture complesse per effetto dell'attrazione gravitazionale a partire da piccole fluttuazioni iniziali.

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