Een van de successen van het ΛCDM-model van het universum is het vermogen van modellen om structuren te creëren met schalen en verdelingen die vergelijkbaar zijn met die we in het Space Magazine zien. Hoewel computersimulaties numerieke universums in een doos kunnen recreëren, is het interpreteren van deze wiskundige benaderingen een uitdaging op zich. Om de componenten van de gesimuleerde ruimte te identificeren, moesten astronomen tools ontwikkelen om naar structuur te zoeken. De resultaten zijn sinds 1974 bijna 30 onafhankelijke computerprogramma's. Elk belooft de vormingsstructuur in het universum te onthullen door regio's te vinden waarin halo's voor donkere materie ontstaan. Om deze algoritmen uit te testen, werd in mei 2010 een conferentie georganiseerd in Madrid, Spanje, getiteld "Haloes going MAD", waarin 18 van deze codes werden getest om te zien hoe goed ze zich opstapelden.
Numerieke simulaties voor universums, zoals de beroemde Millennium-simulatie, beginnen met niets meer dan "deeltjes". Hoewel deze op kosmologische schaal ongetwijfeld klein waren, vertegenwoordigen dergelijke deeltjes klodders donkere materie met miljoenen of miljarden zonsmassa's. Naarmate de tijd verstrijkt, mogen ze met elkaar omgaan volgens regels die samenvallen met ons beste begrip van de natuurkunde en de aard van dergelijke materie. Dit leidt tot een evoluerend universum van waaruit astronomen de ingewikkelde codes moeten gebruiken om de conglomeraties van donkere materie te lokaliseren waarbinnen sterrenstelsels zouden ontstaan.
Een van de belangrijkste methoden die dergelijke programma's gebruiken, is om te zoeken naar kleine overdensiteiten en er vervolgens een bolvormige schaal omheen te laten groeien totdat de dichtheid afneemt tot een verwaarloosbare factor. De meesten zullen dan de deeltjes binnen het volume die niet door zwaartekracht gebonden zijn, snoeien om ervoor te zorgen dat het detectiemechanisme niet zomaar een korte, voorbijgaande clustering greep die na verloop van tijd uit elkaar zal vallen. Andere technieken zijn het zoeken in andere faseruimtes naar deeltjes met vergelijkbare snelheden die allemaal dichtbij zijn (een teken dat ze gebonden zijn geraakt).
Om te vergelijken hoe elk van de algoritmen het deed, werden ze onderworpen aan twee tests. De eerste omvatte een reeks opzettelijk gecreëerde halo's voor donkere materie met ingebedde subhalo's. Aangezien de deeltjesverdeling opzettelijk is geplaatst, moet de uitvoer van de programma's het midden en de grootte van de halo's correct vinden. De tweede test was een volwaardige universumsimulatie. Hierin zou de daadwerkelijke distributie niet bekend zijn, maar de enorme omvang zou het mogelijk maken om verschillende programma's te vergelijken op dezelfde dataset om te zien hoe ze op dezelfde manier een gemeenschappelijke bron interpreteerden.
In beide tests presteerden alle vinders over het algemeen goed. In de eerste test waren er enkele verschillen op basis van hoe verschillende programma's de locatie van de halo's definieerden. Sommigen definieerden het als de piek in dichtheid, terwijl anderen het definieerden als een massamiddelpunt. Bij het zoeken naar subhalo's leken degenen die de fase-ruimtebenadering gebruikten, betrouwbaarder kleinere formaties te kunnen detecteren, maar konden niet altijd detecteren welke deeltjes in de klomp daadwerkelijk waren gebonden. Voor de volledige simulatie kwamen alle algoritmen uitzonderlijk goed overeen. Vanwege de aard van de simulatie waren kleine schalen niet goed vertegenwoordigd, dus het begrip van hoe elk deze structuren detecteerde, was beperkt.
De combinatie van deze tests was niet in het voordeel van een bepaald algoritme of een bepaalde methode. Hieruit bleek dat ze over het algemeen goed met elkaar functioneren. De mogelijkheid voor zoveel onafhankelijke codes, met onafhankelijke methoden, betekent dat de bevindingen extreem robuust zijn. De kennis die ze doorgeven over hoe ons begrip van het heelal evolueert, stelt astronomen in staat fundamentele vergelijkingen te maken met het waarneembare heelal om dergelijke modellen en theorieën te testen.
De resultaten van deze test zijn gebundeld in een paper dat gepland staat voor publicatie in een aankomend nummer van de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
