Esta simulación informática recrea toda la evolución del cosmos desde el Big Bang hasta nuestros días.
Un equipo internacional de investigadores ha producido la simulación por ordenador más grande y precisa hasta la fecha de nuestro parche local del universo. El proyecto, llamado SIBELIUS-DARK, cubre hasta 600 millones de años luz de la Tierra e incluye más de 130.000 millones de 'partículas', produciendo un Petabyte de datos, equivalente a 500.000 millones de páginas de texto impreso estándar.
Este fabuloso mapa 3D fue diseñado para reflejar las consecuencias en el mundo real de las leyes de la física que actúan sobre la materia oscura y el gas cósmico durante los 13.700 millones de años desde el Big Bang. Y nos revelan las ubicaciones y propiedades correctas de las galaxias del grupo local, lo que indica que nuestra comprensión de las fuerzas que impulsan la evolución del universo es correcta.
De acuerdo con el modelo aceptado de cosmología, todos los eventos astronómicos pueden explicarse por el comportamiento de la materia oscura, que se condensa en grupos conocidos como halos. Así, el paradigma del modelo de Materia Oscura Fría (CDM, Cold Dark Matter) asume que la acumulación de gases y otros materiales alrededor de estos halos conduce a la formación de estrellas y galaxias. En esencia, el CDM es una materia oscura hipotética que se cree que es el "pegamento gravitatorio invisible" que mantiene unidas a las galaxias, sin reflejar ni absorber la luz.
La simulación ha confirmado que este modelo recrea con precisión el área del espacio que rodea la galaxia de la Vía Láctea.
"Las simulaciones simplemente revelan las consecuencias de las leyes de la física que actúan sobre la materia oscura y el gas cósmico a lo largo de los 13.700 millones de años que ha existido nuestro universo", dice el cosmólogo Carlos Frenk, coautor del trabajo que publica la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "El hecho de que hayamos podido reproducir estas estructuras familiares proporciona un soporte impresionante para el modelo estándar de materia oscura fría y nos dice que estamos en el camino correcto para comprender la evolución de todo el universo".
¿Cómo se ha creado la simulación?
El equipo usó simulaciones de superordenadores para recrear toda la evolución del cosmos, desde el Big Bang hasta el momento actual, en el Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham (Reino Unido). Gracias a la simulación los astrónomos podrán explorar nuestro vecindario cósmico tan fácilmente como pueden explorar el planeta Tierra.
Introdujeron las complejas ecuaciones físicas que sustentan el modelo de materia oscura fría en el superordenador DiRAC COSmology MAchine (COSMA) de Durham y la máquina procedió a simular la historia completa de un trozo de cielo de nuestro sistema solar de 600 millones de años luz, cubriendo varios cúmulos de galaxias, incluidos Virgo, Coma y Perseo, nuestra galaxia y Andrómeda, el Vacío Local y el Gran Atractor.
“Este proyecto es verdaderamente innovador. Proporciona un hito en nuestra búsqueda para desafiar el modelo actualmente establecido de la evolución de nuestro universo. Estas simulaciones demuestran que el Modelo de Materia Oscura Fría estándar puede producir todas las galaxias que vemos en nuestro vecindario. Esta es una prueba muy importante para que pase el modelo”, aclara Matthieu Schaller, de la Universidad de Leiden en los Países Bajos y también coautor del estudio.
Según la simulación SIBELIUS-DARK nuestro trozo local del universo es algo anómalo, ya que contiene una "densidad insuficiente" de materia oscura en relación con el promedio cósmico. Sin embargo, esta revelación no contraría el modelo CDM.
“Este proyecto proporciona un puente importante entre décadas de teoría y observaciones astronómicas. Al simular nuestro universo, tal como lo vemos, estamos un paso más cerca de comprender la naturaleza de nuestro cosmos”, concluye Stuart McAlpine, coautor del trabajo.
Referencia:
Stuart McAlpine, John C Helly, Matthieu Schaller, Till Sawala, Guilhem Lavaux, Jens Jasche, Carlos S Frenk, Adrian Jenkins, John R Lucey, Peter H Johansson SIBELIUS-DARK: a galaxy catalogue of the Local Volume from a constrained realisation simulation
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stac295, https://doi.org/10.1093/mnras/stac295
Published: 08 February 2022
