El Universo se expande constantemente. Cambia, creando nuevas estructuras que se fusionan. Pero, ¿cómo evoluciona nuestro Universo? Los físicos de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, han desarrollado un nuevo código de simulaciones numéricas que ofrece una idea deproceso complejo de formación de estructuras en el Universo. Basándose en las ecuaciones de Einstein, pudieron integrar la rotación del espacio-tiempo en sus cálculos y calcular la amplitud de las ondas gravitacionales, cuya existencia se confirmó por primera vez el 12 de febrero.2016. Este estudio se publica en la revista Física de la naturaleza .
Hasta ahora, los científicos estudiaron la formación de estructuras cosmológicas a gran escala basadas en simulaciones numéricas de la gravitación newtoniana. Estos códigos postulan que el espacio en sí no cambia, se dice que es estático, mientras pasa el tiempo. Las simulaciones que permite sonmuy preciso si la materia en el Universo se mueve lentamente es decir, unos 300 km por segundo. Sin embargo, cuando las partículas de materia se mueven a alta velocidad, este código solo permite cálculos aproximados. Además, no describe las fluctuaciones de la energía oscura.Constituyendo el 70% de la energía total del Universo el 30% restante está hecho de materia oscura y materia ordinaria, es responsable de la expansión acelerada del Universo, por lo tanto, fue necesario encontrar una nueva forma de simular la formación.de estructuras cosmológicas y permiten el estudio de estos dos fenómenos.
La teoría de la relatividad general aplicada
El equipo de Ruth Durrer del Departamento de Física Teórica en la Facultad de Ciencias de la UNIGE, ha creado un código, denominado gevolución, basado en la Teoría de la relatividad general de Einstein. De hecho, la relatividad general considera que el espacio-tiempo es dinámico, es decirdecir que el espacio y el tiempo cambian constantemente, a diferencia del espacio estático de la teoría newtoniana. El objetivo era predecir la amplitud y el impacto de las ondas gravitacionales y el arrastre de cuadros la rotación del espacio-tiempo inducidos por la formación de estructuras cosmológicas.
Para hacerlo, los físicos de UNIGE analizaron una porción cúbica en el espacio, que consta de 60 mil millones de zonas con cada una que contiene una partícula es decir, una porción de una galaxia, para estudiar la forma en que se mueven con respetogracias a la biblioteca LATfield2 desarrollada por David Daverio de UNIGE, que resuelve ecuaciones diferenciales parciales no lineales, y la Supercomputadora del Centro Suizo de Supercomputadoras en Lugano, los investigadores pudieron estudiar el movimiento de partículas y calcular la métricala medida de distancias y tiempo entre dos galaxias en el Universo usando las ecuaciones de Einstein. Los espectros resultantes de estos cálculos permiten cuantificar la diferencia entre los resultados obtenidos por gevolución y los que provienen de códigos newtonianos. Esto permite medir el efecto del marco-fragmentación y ondas gravitacionales introducidas por la formación de estructura en el Universo.
Ondas gravitacionales y arrastre de cuadros predichos por gevolución
De hecho, el arrastre de cuadros y las ondas gravitacionales nunca se han incluido en las simulaciones hasta la creación del código de gevolución. Esto abre el camino para la comparación de los resultados de la simulación de la evolución del Universo con observaciones. Con su nuevo código, los físicosen UNIGE podrá probar la teoría de la relatividad general en escalas mucho más grandes que en la actualidad. Con el fin de abrir la investigación al máximo en este campo, la profesora Ruth Durrer y su equipo harán público su código de gevolución. Quizás pronto se aclarederramar sobre los misterios de la energía oscura.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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