¿Cómo ha evolucionado el universo con el tiempo? Una nueva simulación de supercomputadora ha proporcionado lo que los científicos dicen que es el modelo cosmológico grande más preciso y detallado de la evolución de la estructura a gran escala del universo. Llamado la simulación de Bolshoi, y les brinda a los físicos y astrónomos una nueva herramienta poderosa para comprender los misterios cósmicos como la formación de galaxias, la materia oscura y la energía oscura.
Si la simulación es correcta, muestra que el modelo cosmológico estándar es bastante acertado.
"Estas enormes simulaciones cosmológicas son esenciales para interpretar los resultados de las observaciones astronómicas en curso y para planificar los nuevos estudios grandes del universo que se espera ayuden a determinar la naturaleza de la misteriosa energía oscura", dijo Anatoly Klypin, de la Universidad Estatal de Nuevo México, quien escribió el código de computadora para la simulación, que se ejecutó en la supercomputadora Pleiades en el Centro de Investigación Ames de la NASA.
La simulación rastrea la evolución de la estructura a gran escala del universo, incluida la evolución y distribución de los halos de materia oscura en los que las galaxias se unieron y crecieron. Los estudios iniciales muestran un buen acuerdo entre las predicciones de la simulación y las observaciones de los astrónomos.
"En cierto sentido, se podría pensar que los resultados iniciales son un poco aburridos, porque básicamente muestran que nuestro modelo cosmológico estándar funciona", dijo el co-líder Joel Primack, de la Universidad de California en Santa Cruz. "Lo emocionante es que ahora tenemos esta simulación altamente precisa que proporcionará la base para muchos estudios nuevos importantes en los próximos meses y años".
La simulación se basa en datos de la misión WMAP que ha estado mapeando la luz del Big Bang en todo el cielo. Una comparación de las predicciones de Bolshoi con las observaciones de galaxias del Sloan Digital Sky Survey mostró un acuerdo muy bueno, dijo Primack.
La explicación estándar de cómo evolucionó el universo después del Big Bang se conoce como el modelo Lambda Cold Dark Matter, y es la base teórica para la simulación de Bolshoi. Según este modelo, la gravedad actuó inicialmente sobre ligeras fluctuaciones de densidad presentes poco después del Big Bang para juntar los primeros grupos de materia oscura. Estos se convirtieron en grupos cada vez más grandes a través de la fusión jerárquica de progenitores más pequeños. Aunque la naturaleza de la materia oscura sigue siendo un misterio, representa aproximadamente el 82 por ciento de la materia en el universo. Como resultado, la evolución de la estructura en el universo ha sido impulsada por las interacciones gravitacionales de la materia oscura. La materia ordinaria que forma estrellas y planetas ha caído en los "pozos gravitacionales" creados por grupos de materia oscura, dando lugar a galaxias en los centros de halos de materia oscura.
Se ha publicado una serie de documentos de la simulación de Bolshoi, incluido uno que analiza las características de los halos de materia oscura y otro que analiza la abundancia y las propiedades de las galaxias predichas por la simulación de materia oscura de Bolshoi.
