Astrónomos crean el mayor universo virtual, con 25.000 millones de galaxias

Astrofísicos de la Universidad de Zurich han desarrollado un código de programación para describir la formación de estructuras a gran escala en el universo.

Una sección del universo virtual que muestra cómo la materia oscura se distribuye en el espacio. | Fuente: Foto: Universidad de Zurich

(Agencia N+1 / Beatriz de Vera). Un grupo de astrofísicos de la Universidad de Zurich (UZH, Suiza) ha desarrollado y optimizado un código de programación revolucionario para describir con precisión la dinámica de la materia oscura y la formación de estructuras a gran escala en el universo. El gigantesco catálogo, de alrededor de 25 mil millones de galaxias virtuales, se utilizará para calibrar los experimentos a bordo del satélite Euclid, que se lanzará en 2020 para investigar la naturaleza de la materia y la energía oscuras, uno de los principales rompecabezas de la ciencia moderna, según los autores del estudio.

Durante un período de tres años, el grupo de astrofísicos ha desarrollado y optimizado este código revolucionario, llamado PKDGRAV3 y publicado en Computational Astrophysics and Cosmology. Ha sido diseñado para utilizar óptimamente la memoria disponible y el poder de procesamiento de las modernas arquitecturas de supercomputación, como el superordenador "Piz Daint" del Centro Nacional de Computación suizo (CSCS). Esta máquina ejecutó el código durante 80 horas y generó un universo virtual de 2 billones de partículas digitales, que representan el fluido de materia oscura.

Los expertos estiman que el universo tiene por lo menos 93.000 millones de años luz de extensión. | Fuente: Foto: NASA/Referencial

Formación de galaxias. Gracias a la alta precisión de su cálculo, los investigadores han simulado la formación de una pequeña concentración de materia, denominada halos de materia oscura, en la que se cree que se forman galaxias como la Vía Láctea. El reto de esta simulación fue modelar galaxias tan pequeñas como una décima parte de la nuestra, en un volumen tan grande como nuestro universo observable.

Alrededor del 95% del universo es oscuro. El cosmos consiste en un 23% de materia oscura y un 72% de energía oscura. Cuando el satélite Euclides capture la luz de miles de millones de galaxias en grandes áreas del cielo, los astrónomos medirán distorsiones muy sutiles que surgen de la desviación de luz de estas agrupaciones de estrellas. Este nuevo catálogo de galaxias virtuales ayudará a optimizar la estrategia de observación del experimento de Euclides y minimizar las diversas fuentes de error antes de que el satélite emprenda su misión de recolección de datos, en 2020. A partir de los datos de esta misión, los investigadores obtendrán nueva información sobre la naturaleza de esta misteriosa energía oscura, pero también esperan descubrir nuevas teorías físicas más allá del modelo estándar, como una versión modificada de la relatividad general o un nuevo tipo de partícula.

Cómo es el universo. Este enlace de la ESA muestra una impactante imagen de nuestro Universo. La Pequeña Nube de Magallanes (SMC, por sus siglas en inglés) es un llamativo objeto del cielo del sur que puede verse incluso a simple vista. Pero los telescopios de luz visible no pueden obtener una visión clara de lo que hay en la galaxia debido a las nubes de polvo interestelar que lo impiden. Las capacidades infrarrojas de VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope) de la Agencia Espacial Europea (ESA) han permitido a los astrónomos ver con más claridad que nunca la miríada de estrellas que hay en esta galaxia vecina. El resultado es esta imagen infrarroja de 1,6 gigapíxeles (43.223 x 38.236 píxeles), la más grande jamás obtenida de esta zona del universo, totalmente inundada con millones de estrellas.

Imagen del cinturón de Orión. | Fuente: Foto: NASA
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