¿Cómo llegamos aquí? No sólo nosotros, los humanos, que nos arrastramos sobre un punto azul pálido, nos precipitamos alrededor de una estrella, nos precipitamos alrededor de una supermasiva. agujero negro, atravesando el grupo local. Pero, ¿cómo llegaron aquí el punto, la estrella, el agujero negro y el cúmulo?
¿Cómo surgió lo incomprensiblemente inmenso? todo ¿Cómo llegar a donde está ahora, desde una nada inimaginable, hace miles de millones de años?
Esa es realmente la cuestión de las preguntas. Y, con el proyecto más grande de su tipo hasta la fecha, los astrónomos están intentando encontrar respuestas realizando simulaciones por computadora de todo el Universo.
se les llama el FLAMENCO simulaciones (simulaciones de estructuras a gran escala totalmente hidroeléctricas con mapeo de todo el cielo para la interpretación de observaciones de próxima generación), ejecutadas en un Supercomputadora en las instalaciones de DiRAC en el Reino Unido..
Estas simulaciones son intensas. Están diseñados para calcular la evolución de todos los componentes conocidos del Universo.
Eso significa materia normal: las estrellas; las galaxias; todas las cosas que pudimos tocar (podría matarnos, pero podríamos); materia oscura – la misteriosa masa que crea una extraña gravedad extra; y energía oscura – el poder misterioso acelerando la expansión del Universo.
La mayor de estas simulaciones tiene 300 mil millones de partículas con la masa de la pequeña galaxia, en un volumen cúbico de espacio con aristas de 10 mil millones de años luz.
“Para hacer posible esta simulación, desarrollamos un nuevo código, SWIFT, que distribuye eficientemente el trabajo computacional entre 30 mil CPU”, explica el astrónomo Matthieu Schaller de la Universidad de Leiden.
Los resultados iniciales se han publicado en tres artículos: el primero describiendo los métodosel segundo presentando las simulacionesy el tercero con resultados describir la estructura a gran escala del Universo en materia oscura y fría.
En particular, el tercer artículo buscaba abordar algo llamado sigma 8, o S8 tensión. Esto se basa en una medida del Universo llamada fondo cósmico de microondas – la débil radiación de microondas que llena el Universo desde la época inmediatamente posterior a la Big Bang. El análisis de esta luz sugiere que el Universo ya debería haber agrupados más que lo que tiene.
Dado que esta tensión presenta un desafío importante para la modelo de materia oscura fría del Universo bajo el cual debería ocurrir la agrupación, los investigadores esperan que FLAMINGO pueda proporcionar algunas respuestas.
Hasta ahora no han logrado resolver la tensión (lo que sería una gran noticia para la cosmología), pero tienen algo que hacer en la realización de simulaciones: tanto materia normal como neutrinos son necesarios para hacer predicciones precisas.
“Aunque la materia oscura domina la gravedad, no se puede seguir ignorando la contribución de la materia ordinaria”, dice el líder de investigación y astrónomo Joop Schaye de la Universidad de Leiden, “ya que esa contribución podría ser similar a las desviaciones entre los modelos y las observaciones”.
Una simulación que incluye materia normal es más difícil de ejecutar. Se sabe que la materia oscura sólo interactúa con el Universo de forma gravitacional; La materia normal también interactúa con la presión, como la presión de la radiación, y los vientos galácticos, que son impredecibles y difíciles de modelar. Requiere mucha más potencia informática para que funcione, por lo que tendremos que esperar un poco más para obtener respuestas en el S.8 tensión de FLAMINGO.
Sin embargo, los investigadores han realizado una serie de simulaciones que rastrean la formación de la estructura del Universo a través de materia oscura, materia normal y neutrinos, variando los parámetros de las tres para ver cómo afecta esto al resultado final.
“El efecto de los vientos galácticos fue calibrado usando aprendizaje automáticocomparando las predicciones de muchas simulaciones diferentes de volúmenes relativamente pequeños con las masas observadas de las galaxias y la distribución del gas en los cúmulos de galaxias”, explica el astrónomo Roi Kugel de la Universidad de Leiden.
El equipo aún no ha puesto a disposición del público sus datos de FLAMINGO, porque tienen un tamaño de varios petabytes. Se anima a cualquier persona interesada a presentar una consulta cortés. con el autor correspondiente.
La investigación ha sido publicada en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. Los tres artículos se pueden encontrar. aquí, aquíy aquí.