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Se revela la simulación más grande jamás vista del universo
En 1970, Jim Peebles de la Universidad de Princeton llevó a cabo un experimento innovador. Usó la nueva tecnología de la computación para simular el comportamiento de un cúmulo de galaxias bajo la fuerza de la gravedad.
Esta simulación era pequeña para los estándares modernos: solo involucraba 300 'partículas'. Pero mostró que los modelos informáticos podrían dar una idea importante de la formación de estructuras a gran escala. Es justo decir que esta y otras primeras simulaciones revolucionaron la cosmología.
Hoy, Juhan Kim del Instituto Coreano de Estudios Avanzados en Seúl, y algunos amigos, muestran hasta dónde ha llegado esta técnica. Estos chicos han llevado a cabo la simulación más grande del universo jamás realizada, que consta de 374 mil millones de partículas en una caja de unos 10 gigaparsecs de diámetro. Eso equivale aproximadamente a dos tercios del tamaño del universo observable.
Esto tomó unos 20 días de tiempo de computación en la supercomputadora Tachyonii en Corea, la 26ª más rápida del mundo en el último conjunto de clasificaciones.
Por el contrario, la simulación Millennium de 2005, que fue la simulación cosmológica más grande de su tiempo, consistió en 10 mil millones de partículas en una caja de 500 megaparsec. La nueva simulación llamada Horizon Run 3 es 8800 veces más grande.
El propósito de la simulación es reproducir la evolución completa de un universo hecho en gran parte de materia oscura fría para ver si produce las mismas estructuras que vemos en el nuestro, desde las estructuras galácticas hasta los cúmulos galácticos, supercúmulos galácticos y más.
Las teorías más recientes predicen que nuestro universo debería tener estructuras en las escalas más grandes llamadas oscilaciones bariónicas acústicas. Estos son esencialmente los restos de ondas en el plasma que existían en el universo temprano y que se congelaron en su lugar a medida que se enfriaban.
Claramente, solo es posible modelar estos objetos en simulaciones que cubren una gran fracción del universo.
También debería haber estructuras que sean las precursoras de las galaxias. Estos se formaron cuando la materia oscura se formó en halos que luego atrajeron la materia visible que pasó a formar las galaxias que vemos hoy.
Estas estructuras son demasiado antiguas y, por lo tanto, demasiado distantes para verlas. Pero debería ser posible simularlos en modelos que contienen una fracción significativa del universo a muy alta resolución. Hasta la fecha, eso no ha sido posible, al menos no de manera confiable, ya que las simulaciones de baja resolución pueden sesgarse fácilmente de maneras poco realistas. .
Así que la nueva simulación abre el camino para estudiar estos objetos en detalle por primera vez. De hecho, los astrónomos observan estas simulaciones como si estuvieran observando desde una Tierra virtual en el centro de un universo virtual. Miran para ver si las simulaciones reproducen el universo (en promedio) que vemos y, de ser así, qué aspecto deberían tener las observaciones más distantes con la próxima generación de telescopios.
Eso es impresionante. Pero claramente, Horizon Run 3 es solo un paso en una carrera en curso para hacer simulaciones más grandes del universo en mayores resoluciones. Y un día, a los futuros cosmólogos les parecerá tan primitivo como lo parece hoy el grupo de galaxias de Peeble.
Ref: arxiv.org/abs/1112.1754 : Las simulaciones cosmológicas de N-Body de New Horizon Run