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Un Universo virtual que se parece mucho a la realidad

Un modelo informático representa la evolución a lo largo de 13.000 millones de años de una porción representativa del cosmos

La transición de la materia oscura (izquierda) al gas (derecha) en un cúmulo galáctico, según el modelo Illustris de la evolución del Universo.

En una simulación que empieza muy poco después del Big Bang y que se extiende hasta la actualidad, astrónomos y expertos informáticos han conseguido la mayor aproximación hasta la fecha a la realidad observable del Universo. Han simulado lo que pasó a lo largo de 13.000 millones de años en un cubo de 346 millones de años luz de lado (la estrella más cercana al Sol está a 4,2 años luz) y han conseguido que surja en sus pantallas la mezcla de galaxias elípticas y espirales que se observa en la realidad, así como detalles a mucha menor escala, la del gas y las estrellas, que con simulaciones anteriores no se apreciaban o no eran correctos. En el Universo —un laboratorio único—, hay que recordar que mirar más lejos en el espacio es también mirar más atrás en el tiempo.

La simulación informática es, al mismo tiempo, una confirmación del modelo aceptado del Universo, que con solo seis parámetros es capaz de explicar casi todos los datos obtenidos mediante la observación, desde los primeros minutos de su existencia a la actualidad, como recuerda el astrónomo Michael Boylan-Kolchin en Nature, la misma revista en la que se publican los resultados. A pesar de que la materia visible solo forma el 5% del Universo, y que sobre el resto (la energía oscura y la materia oscura) se desconoce casi todo, modelar esta pequeña parte ha resultado muy difícil por el amplísimo rango de distintas escalas implicadas.

El esfuerzo actual se basa en una mayor potencia informática y en incorporar al modelo los datos obtenidos en los últimos años mediante observaciones, que incluyen el comportamiento de las enigmáticas energía oscura y materia oscura, como explica Mark Vogelsberger, del MIT, que ha dirigido el estudio. En el principio, en esta simulación, es la materia oscura, y de ella surge la materia ordinaria o visible. “Una de las razones por las cuales hicimos la simulación es que hemos aprendido mucho sobre la física del Universo en los últimos años y creemos que comprendemos bien su composición”, ha declarado a Space.com.

Entre los datos suministrados a los ordenadores están los relativos al enfriamiento del gas primordial, la evolución de las estrellas, la contribución energética de las explosiones de supernova, la producción de elementos químicos y los fenómenos periféricos a los agujeros negros supermasivos. Muchos de estos procesos no se comprenden completamente e interactúan de forma compleja y no lineal, recuerda Boyla-Kolchin, quien también señala que el modelo tiene defectos, como su incapacidad de simular la formación de los agujeros negros en el Universo primitivo y la evolución de las galaxias menos brillantes alrededor de la Vía Láctea.

Para elaborar el modelo Illustris se han utilizado más de 8.000 ordenadores, con una capacidad de proceso, cada uno, similar a un PC, y el proceso de los datos numéricos llevó tres meses. Con un solo PC se hubiera tardado 2.000 años, explican los investigadores, que proceden de Estados Unidos, Alemania y Reino Unido.