Sviluppo ed ottimizzazione delle librerie C++ e Python CosmoBolognaLib

La cosmologia moderna è un campo di studio che si occupa dell'origine, dell'evoluzione e della struttura dell'Universo nel suo complesso, utilizzando osservazioni astronomiche, dati sperimentali e modelli teorici. I problemi tuttora aperti nella cosmologia moderna non sono pochi. Tra i più discussi, c'è la natura e l'origine dell'energia oscura, che sembra guidare l'accelerazione dell'espansione dell'Universo. Un altro problema è la natura e la distribuzione della materia oscura, ovvero una forma di materia invisibile che influisce sulla struttura a grande scala dell'Universo. Inoltre, la comprensione dell'origine dell'Universo stesso, inclusa la sua fase iniziale di espansione accelerata chiamata inflazione cosmica, è ancora un mistero tutto da risolvere. Questo lavoro di Tesi è dedicato a una parziale ristrutturazione delle librerie di calcolo \texttt{CosmoBolognaLib} (CBL), sviluppate presso il Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell'Università di Bologna. Si tratta di librerie numeriche \textsl{free software} in C++ per calcoli cosmologici. È un progetto in continua evoluzione che mira a definire un ambiente numerico comune per le indagini cosmologiche sulla struttura a grande scala dell'Universo. Il mio lavoro si è concentrato sulla classe Cosmology, che contiene tutte le funzioni prettamente cosmologiche. Lo scopo è stato quello di creare nuove classi con cui riorganizzare una grossa parte delle funzioni presenti inizialmente nella classe Cosmology. Grazie a questo, è stato possibile migliorare la modularità, la riusabilità del codice, la manutenibilità e la facilità di comprensione. Il capitolo 1 è dedicato all'introduzione della cosmologia moderna. Il capitolo 2 presenta la descrizione della struttura e dell'utilizzo delle CBL. Il capitolo 3 è dedicato alle modifiche apportate al codice e ai miglioramenti ottenuti. Il capitolo 4, in conclusione, riassume il lavoro svolto e quello in programma per terminare questa ristrutturazione.