Jueves, 30 Marzo, 2017

Astrónomos crean ‘Illustris’, el primer universo virtual realista

Esta herramienta puede recrear 13.000 millones de años de evolución cósmica en un cubo de 350 millones de años luz de lado con una resolución sin precedentes.

E.P


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“Hasta ahora, ninguna simulación había sido capaz de reproducir el universo de pequeñas y grandes escalas simultáneamente”, declaró el autor principal, Mark Vogelsberger, del Instituto MIT/Harvard Smithsoniano para Astrofísica, que llevó a cabo el trabajo en colaboración con investigadores de varias instituciones, entre ellas el Instituto Heidelberg de Estudios teóricos en Alemania. Los resultados se publican en la edición de 8 de mayo de la revista Nature.


Los intentos anteriores para simular el universo se vieron obstaculizados por la falta de potencia de cálculo y las complejidades de la física subyacente. Como resultado, esos programas, o bien tenían una resolución limitada o se veían forzados a concentrarse en una pequeña porción del universo. Las simulaciones anteriores también tenían problemas para modelar el complejo sistema de retroalimentación en la formación de estrellas, explosiones de supernovas y agujeros negros supermasivos.
‘Illustris’ emplea un sofisticado programa informático para recrear la evolución del universo en alta definición. Incluye tanto la materia normal como la materia oscura usando 12.000 millones de ‘píxeles’ o elementos de resolución en 3D.
A UN PC LE LLEVARIA 2.000 AÑOS DE CÁLCULOS
El equipo dedicó cinco años para desarrollar el programa. Los cálculos reales tomaron 3 meses de “tiempo de ejecución”, utilizando un total de 8.000 CPUs trabajando en paralelo. Si hubieran utilizado un ordenador de escritorio medio, los cálculos se habrían prolongado durante 2.000 años hasta completarse.
La simulación por ordenador comienza apenas 12 millones de años después del Big Bang. Cuando llega al día de hoy, los astrónomos contaron más de 41.000 galaxias en el cubo del espacio simulado. Es importante destacar que Illustris produjo una mezcla realista de las galaxias espirales como la Vía Láctea y las galaxias elípticas. También recreó estructuras a gran escala, como los cúmulos de galaxias y las burbujas y huecos de la red cósmica . A pequeña escala, recrea con precisión la química de las galaxias individuales.
Dado que la luz viaja a una velocidad fija , cuanto más lejos ven los astrónomos, más atrás en el tiempo pueden ver . Una galaxia a mil millones de años luz de distancia se ve como era hace mil millones de años. Telescopios como el Hubble nos pueden dar puntos de vista de los inicios del universo mirando a mayores distancias. Sin embargo , los astrónomos no pueden usar el Hubble para seguir la evolución de una sola galaxia con el tiempo.
“Illustris es como una máquina del tiempo. Podemos ir hacia adelante y hacia atrás en el tiempo. Podemos hacer una pausa en la simulación y fijar el zoom en una sola galaxia o cúmulo de galaxias para ver lo que realmente está pasando”, dice el co-autor Shy Genel, del CfA.

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