Investigadores de la Universidad de Zurich han simulado la formación de todo nuestro Universo con una gran supercomputadora. Se ha generado un catálogo gigantesco de aproximadamente 25 mil millones de galaxias virtuales a partir de 2 billones de partículas digitales. Este catálogo se está utilizando para calibrar los experimentos a bordoel satélite Euclides, que se lanzará en 2020 con el objetivo de investigar la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura.
Durante un período de tres años, un grupo de astrofísicos de la Universidad de Zurich ha desarrollado y optimizado un código revolucionario para describir con una precisión sin precedentes la dinámica de la materia oscura y la formación de estructuras a gran escala en el Universo. Como Joachim Stadel, Douglas Potter y Romain Teyssier informan en su artículo recientemente publicado, el código llamado PKDGRAV3 ha sido diseñado para utilizar de manera óptima la memoria disponible y el poder de procesamiento de las arquitecturas de supercomputación modernas, como la supercomputadora "Piz Daint" del Centro Nacional de Computación de SuizaCSCS. El código se ejecutó en esta máquina líder mundial durante solo 80 horas y generó un universo virtual de dos billones es decir, dos mil millones o 2 x 1012 de macropartículas que representan el fluido de materia oscura, del cualSe extrajo un catálogo de 25 mil millones de galaxias virtuales.
Estudiando la composición del universo oscuro
Gracias a la alta precisión de su cálculo, que presenta un fluido de materia oscura que evoluciona bajo su propia gravedad, los investigadores han simulado la formación de una pequeña concentración de materia, llamada halos de materia oscura, en la que creemos que se forman galaxias como la Vía Láctea.El desafío de esta simulación fue modelar galaxias tan pequeñas como una décima parte de la Vía Láctea, en un volumen tan grande como todo nuestro Universo observable. Este fue el requisito establecido por la misión Euclides Europea, cuyo objetivo principal es explorar el lado oscurodel universo.
Medición de distorsiones sutiles
De hecho, alrededor del 95 por ciento del Universo es oscuro. El cosmos consiste en el 23 por ciento de la materia oscura y el 72 por ciento de la energía oscura. "La naturaleza de la energía oscura sigue siendo uno de los principales enigmas sin resolver en la ciencia moderna", dice Romain Teyssier, Profesor de astrofísica computacional de la UZH. Un rompecabezas que solo se puede resolver mediante observación indirecta: cuando el satélite Euclid capturará la luz de miles de millones de galaxias en grandes áreas del cielo, los astrónomos medirán distorsiones muy sutiles que surgen de la desviación de la luzde estas galaxias de fondo por una distribución invisible en primer plano de masa - materia oscura. "Eso es comparable a la distorsión de la luz por un panel de vidrio algo irregular", dice Joachim Stadel del Instituto de Ciencias Computacionales de la UZH.
Optimización de estrategias de observación del satélite
Este nuevo catálogo virtual de galaxias ayudará a optimizar la estrategia de observación del experimento Euclid y minimizará varias fuentes de error, antes de que el satélite se embarque en su misión de recopilación de datos de seis años en 2020. "Euclid realizará un mapa tomográfico de nuestro Universo,remontando en el tiempo más de 10 mil millones de años de evolución en el cosmos ", dice Stadel. A partir de los datos de Euclides, los investigadores obtendrán nueva información sobre la naturaleza de esta misteriosa energía oscura, pero también esperan descubrir una nueva física más allá del estándarmodelo, como una versión modificada de la relatividad general o un nuevo tipo de partícula.
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Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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