Um dos sucessos do modelo universeCDM do universo é a capacidade de os modelos criarem estruturas com escalas e distribuições semelhantes às que vemos na Revista Space. Embora as simulações em computador possam recriar universos numéricos em uma caixa, interpretar essas aproximações matemáticas é um desafio por si só. Para identificar os componentes do espaço simulado, os astrônomos tiveram que desenvolver ferramentas para procurar estrutura. Os resultados foram quase 30 programas de computador independentes desde 1974. Cada um promete revelar a estrutura de formação no universo, encontrando regiões nas quais os halos da matéria escura se formam. Para testar esses algoritmos, foi organizada uma conferência em Madri, Espanha, em maio de 2010, intitulada "Haloes enlouquecendo", na qual 18 desses códigos foram colocados à prova para verificar o desempenho deles.
Simulações numéricas para universos, como a famosa Simulação do Milênio, começam com nada mais que "partículas". Embora essas sejam, sem dúvida, pequenas em escala cosmológica, essas partículas representam gotas de matéria escura com milhões ou bilhões de massas solares. À medida que o tempo avança, eles podem interagir entre si, seguindo regras que coincidem com nosso melhor entendimento da física e da natureza de tal matéria. Isso leva a um universo em evolução, a partir do qual os astrônomos devem usar códigos complicados para localizar os conglomerados de matéria escura dentro dos quais as galáxias se formariam.
Um dos principais métodos utilizados por esses programas é procurar pequenas sobredensidades e depois criar uma casca esférica ao seu redor até que a densidade caia para um fator desprezível. A maioria então apurará as partículas dentro do volume que não são limitadas gravitacionalmente para garantir que o mecanismo de detecção não tenha apenas um aglomerado breve e transitório que desmoronará com o tempo. Outras técnicas envolvem a busca de outros espaços de fase em busca de partículas com velocidades semelhantes em todas as proximidades (um sinal de que elas se ligaram).
Para comparar o desempenho de cada um dos algoritmos, eles foram submetidos a dois testes. O primeiro, envolveu uma série de halos de matéria escura criados intencionalmente com sub-halos incorporados. Como a distribuição de partículas foi intencionalmente colocada, a saída dos programas deve encontrar corretamente o centro e o tamanho dos halos. O segundo teste foi uma simulação de universo completo. Nisso, a distribuição real não seria conhecida, mas o tamanho completo permitiria que diferentes programas fossem comparados no mesmo conjunto de dados para ver quão similarmente eles interpretaram uma fonte comum.
Nos dois testes, todos os buscadores geralmente tiveram um bom desempenho. No primeiro teste, houve algumas discrepâncias com base em como diferentes programas definiram a localização dos halos. Alguns o definiram como o pico de densidade, enquanto outros o definiram como um centro de massa. Ao procurar por sub-halos, aqueles que usavam a abordagem do espaço de fase pareciam capazes de detectar de forma mais confiável formações menores, mas nem sempre detectavam quais partículas do grupo estavam realmente ligadas. Para a simulação completa, todos os algoritmos concordaram excepcionalmente bem. Devido à natureza da simulação, as pequenas escalas não estavam bem representadas, portanto a compreensão de como cada uma dessas estruturas foi detectada era limitada.
A combinação desses testes não favoreceu um algoritmo ou método específico sobre nenhum outro. Revelou que cada um geralmente funciona bem em relação um ao outro. A capacidade de tantos códigos independentes, com métodos independentes, significa que as descobertas são extremamente robustas. O conhecimento que eles transmitem sobre como nossa compreensão do universo evolui permite que os astrônomos façam comparações fundamentais com o universo observável, a fim de testar esses modelos e teorias.
Os resultados deste teste foram compilados em um artigo que está previsto para publicação em uma próxima edição do Monthly Avisos da Royal Astronomical Society.
