PROYECTO HUMANO
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Primer Modelo Computacional de Todo el Universo Observable

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Primer Modelo Computacional de Todo el Universo Observable

Mensaje por luisma el Sáb Abr 14, 2012 11:15 am


Primer Modelo Computacional de Todo el Universo Observable




Abarca desde el Big Bang hasta la actualidad, y podría desvelar el misterio de la materia y de la energía oscuras


Por Yaiza Martínez.

Un equipo de investigadores del Laboratoire Univers et Théorie (LUTH) de Francia ha desarrollado el primer modelo informático de simulación de la estructura de todo el universo observable, desde el Big Bang a la actualidad. Esta simulación ha permitido, por el momento, medir el número de cúmulos de galaxias con una masa superior a cien mil millones de masas solares y las fluctuaciones de la distribución de la materia oscura, entre otros logros. Próximas fases del proyecto podrían además ayudar a desvelar el misterio de la energía y de la materia oscuras.

Un equipo de investigadores del Laboratoire Univers et Théorie (LUTH, Observatoire de Paris/ CNRS/Université Paris Diderot), dirigidos por el físico teórico Jean-Michel Alimi, ha desarrollado el primer modelo informático de simulación de la estructura de todo el universo observable (o parte visible del universo total), desde el Big Bang hasta la actualidad.

Según publica el CNRS en un comunicado, dicha simulación ha permitido hacer un seguimiento de un total de 550 mil millones de partículas, en la primera de las tres etapas de un proyecto bautizado como Deus: full universo run.

Este proyecto se está desarrollando con el nuevo superordenador CURIE del Très Grand Centre de Calcul (TGCC) de Francia.

La simulación ya realizada, y otras dos cuya finalización está programada para mayo de este mismo año, supondrán una ayuda excepcional para los grandes proyectos de observación y cartografía de nuestro universo, aseguran los científicos.

Permitirán, por ejemplo, comprender mejor la naturaleza de la energía oscura y su influencia en la estructuración del cosmos.


Desvelando el misterio de la energía oscura


Para ello, más allá del modelo cosmológico estándar con constante cosmológica que acaban de terminar, el trabajo de los investigadores del LUTH definirá otros dos modelos cosmológicos con energía oscura, un componente misterioso introducido para explicar la expansión del universo (se cree que esta energía está presente en todo el espacio, en el que ejerce una presión que tiende a acelerar la expansión del universo).

¿Cuál es la huella de la energía oscura en la estructura del universo? Y, a la inversa, ¿cómo deducir, a partir del estudio de la estructura del universo, la naturaleza de dicha energía? Dos preguntas que el proyecto tratará de responder.

Por otra parte, las simulaciones ayudarán también a determinar la causa de la distribución de la materia oscura (hipotética materia que no emite suficiente radiación electromagnética como para ser detectada con los medios técnicos actuales, pero cuya existencia se infiere de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible), así como de las galaxias.


Resultados obtenidos hasta el momento


Por ahora, la simulación del modelo cosmológico estándar que acaba de ser completada ha permitido medir el número de cúmulos de galaxias con una masa superior a cien mil millones de masas solares : en total son 144 millones.

Otras de las informaciones obtenidas a partir de la simulación han sido que el primer cúmulo de galaxias de este tipo se formó cuando el universo tenía sólo dos millones de años, y que los cúmulos más masivos del universo observable actual pesan 15 cuatrillones de masas solares.

Los datos generados por los cálculos computacionales han permitido asimismo medir las fluctuaciones de la distribución de la materia oscura. Estas fluctuaciones son consecuencia de la radiación cósmica de fondo del Big Bang (energía remanente del Big Bang que dio origen al universo), y han sido observadas por los satélites WMAP y Planck.

La simulación computacional, por último, ha revelado con una precisión sin precedentes la huella de las oscilaciones acústicas ("Oscilaciones acústicas de bariones") del gas primordial en la materia oscura, publica AlphaGalileo. El gas primordial es un gas compuesto por elementos que se formaron a los pocos minutos del Big Bang. En definitiva, la simulación es ya considerada una “mina de oro” de nuevos resultados para la comunidad de cosmólogos.



Imagen tridimensional del universo observable. Fuente: Wikimedia Commons.


Más allá de otras simulaciones

La ejecución de este proyecto excepcional no habría sido posible sin los recursos puestos a disposición de los investigadores por el "Grand Equipement National de Calcul Intensif» (GENCI), cuyo nuevo superordenador CURIE, antes mencionado, está equipado con más de 92.000 unidades centrales de procesamiento (CPUs) y puede realizar dos petaflops (2.000 billones) de operaciones por segundo. De hecho, CURIE es uno de los cinco ordenadores más potentes del mundo.

Los científicos calculan que el proyecto completo generará más de 150 PBytes de datos (el equivalente a 30 millones de DVDs), pero gracias a un innovador y avanzado proceso de selección, será posible reducir toda esa información a un solo PByte útil.

Según el CERN, de momento, la primera simulación del Deus: full universo run ha superado en gran medida las simulaciones cosmológicas más avanzadas, llevadas a cabo durante los últimos años por una serie de colaboraciones internacionales en las instalaciones de supercomputación más importantes de todo el mundo.

Entre éstas se encontraría la simulación cosmológica computacional Bolshoi, llevada a cabo por científicos estadounidenses. En 2011, esta simulación había trazado ya la evolución de la estructura a gran escala del universo, incluyendo el desarrollo y la distribución de los halos de materia oscura en los que las galaxias se unieron y crecieron. Gracias a Bolshoi, además, han sido posibles visualizaciones espectaculares de cómo fue el universo en 180 momentos distintos después del Big Bang y hasta la actualidad.

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