Alcuni matematici vogliono cambiare il modo di studiare le stelle

Lo studio dell'evoluzione dell'Universo e' un tema incredibilmente affascinante e di cui sappiamo ancora ben poco. Teorie sempre nuove provano a farsi avanti per descrivere gli straordinari fenomeni dell'astrofisica.

Lo studio dell'astrofisica, come vi abbiamo gia' spiegato, e' incredibilmente complesso. Tuttavia, ogni giorno migliaia di ricercatori si danno da fare per sviluppare teorie più rigorose, software più potenti, tecnologie più avanzate, nuovi progetti e osservazioni più precise.

Alla RUDN University di Monaco di Baviera, un gruppo di matematici ha proposto un nuovo metodo per studiare la dinamica, ossia gli effetti delle forze e l'evoluzione nel tempo, che guida un insieme di particelle alla formazione di una stella. Il lavoro e' stato pubblicato su giornale scientifico "Doklady Mathematics".

Il metodo e' basato sulle equazioni di Vlasov-Poisson, usate per descrivere molti importanti fenomeni fisici, come ad esempio le distribuzioni di particelle che interagiscono gravitazionalmente nello spazio interstellare, ma anche le traiettorie delle particelle che compongono il plasma ad alte temperature, o alcuni effetti di attrito e movimento viscoso smorzato.

La fisica moderna considera l'esistenza di quattro forze fondamentali:

• L'interazione forte o forza nucleare;
• L'interazione debole;
• L'elettromagnetismo studiata;
• L'interazione gravitazionale.

Naturalmente, su scale cosmiche, la forza di gravità gioca un ruolo fondamentale, e su di essa e' basata la dinamica stellare. Con il loro nuovo studio delle soluzioni delle equazioni di Vlasov-Poisson, i matematici sono stati in grado di studiare il moto e le interazioni di un gran numero di particelle.
Per capire l'idea alla base del modello, si può pensare che solitamente, in questo tipo di studi, si cercano di predire e studiare gli urti e le interazioni tra tutte le particelle. Al contrario, il nuovo modello considera che ogni particella crea un campo gravitazionale, all'interno del quale tutte le altre particelle sono immerse. Dunque, si studia l'interazione di una particella con questo nuovo tipo di campo di forze, detto "auto-consistente" in quanto creato dalle particelle stesse.

Questo nuovo modello verrà certamente implementato e messo alla prova all'interno di programmi che simulano le condizioni astronomiche, e speriamo che il nuovo approccio alleggerisca il carico computazionale di questi enormi calcoli.