Un equipo internacional reproduce en una computadora la historia del cosmos

La evolución de miles de millones de galaxias durante unos 14.000 millones de años, casi desde la explosión inicial del cosmos, es una historia demasiado compleja para ser reproducida con realismo en una computadora, por muy potente que ésta sea. Sin embargo, es un ejercicio útil para que los astrofísicos ensayen sus teorías y contrasten fenómenos relacionados con sus observaciones. La mayor y más realista simulación de la evolución del universo que se ha logrado hasta ahora se ha presentado en la revista Nature (2 de junio). Se trata del trabajo de un grupo internacional de especialistas denominado Consorcio Virgo, que ha bautizado como Experimento del Milenio su universo dentro de un ordenador.

La simulación recrea la evolución de 20 millones de galaxias y agujeros negros

Esta simulación "nos proporciona la predicción teórica más detallada y precisa hasta ahora de las propiedades de las galaxias y los cuásares, desde el inicio de los tiempos cósmicos hasta el presente", explica en Nature el experto Nickolay Y. Gnedin (Universidad de Colorado en Boulder, EE UU).

Pero no se trata de una reproducción detallada de la historia de todo el universo. La Simulación del Milenio sigue el rastro de la distribución de la materia cósmica desde poco después del Big Bang hasta ahora, en una región cúbica del universo de algo más de 2.000 millones de años luz de arista, informa el Consejo de Investigación en Física de Partículas y Astronomía (Reino Unido).

El programa ha corrido en la principal supercomputadora del centro de computación de la Sociedad Max Planck en Garching (Alemania) y ha tardado más de un mes de cómputo. Los investigadores del Consorcio Virgo han aplicado técnicas de modelización avanzadas a 25 millones de megabytes de información almacenada, recreando así la historia de unos 20 millones de galaxias y agujeros negros contenidos en ese volumen de espacio.

En la simulación es esencial el papel que juega la materia oscura del universo, logrando "detalles sin precedentes de su evolución", dice Gnedin. "Es irónico que, aunque siga siendo desconocida la naturaleza de dicha materia oscura [que domina el universo gravitacionalmente], sus propiedades de agrupación se entienden bastante bien", continúa. "De momento, los cosmólogos pueden simular la materia oscura, que no podemos ver, mejor que las galaxias y el gas que sí vemos".

Así, el Consorcio Virgo, liderado por el alemán Volker Springel e integrado por científicos del Reino Unido, Alemania, Canadá y EE UU, ha simulado cómo 10.000 millones de puntos de materia oscura afectan a la evolución del universo desde pocos cientos de millones de años después del Big Bang hasta ahora, siguiendo el cambio y crecimiento de las estructuras del universo.

En la recreación informática se ve, por ejemplo, que las galaxias con agujeros negros supermasivos se pudieron formar suficientemente pronto como para alojar los primeros cuásares. Según explica el cosmólogo Carlos Frenck, líder del grupo británico del consorcio, lo más interesante de los resultados es el hecho de que la simulación demuestra por primera vez que los patrones característicos fijados en la distribución de la materia en las épocas primitivas del cosmos, y visibles en los mapas de la radiación de fondo de microondas, estarían aún presentes y serían detectables en la distribución observable de galaxias en el cielo.

Pero la utilidad de la Simulación del Milenio no acaba aquí. Sus autores creen que es útil para muchos astrofísicos que deseen interpretar la evolución de cualquier galaxia o cuásar que estudien en sus observaciones.