La Simulacion Cosmologica Mas Detallada Hasta el Momento

Gracias a incorporar la física de los agujeros negros en un modelo altamente sofisticado ejecutado en un poderoso sistema de supercomputación, un equipo internacional de científicos ha producido una inaudita simulación de la evolución cósmica que verifica los conocimientos actuales sobre las relaciones entre los agujeros negros y las galaxias en que estos residen, y que además profundiza en la cuestión.

Llamada BHCosmo, la simulación demuestra que los agujeros negros son esenciales para la estructura del cosmos, y puede ayudar a guiar a los usuarios de futuros telescopios avanzados, mostrándoles qué deben mirar cuando intentan localizar los eventos cósmicos más arcaicos y desenredar la historia del universo.

El equipo de investigación está dirigido por la Universidad Carnegie Mellon e incluye a científicos del Instituto Max Planck para la Astrofísica en Alemania, y del Centro para la Astrofísica (CfA), gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano.

Ésta es la primera simulación que incorpora la física de los agujeros negros. Fue todo un desafío desde el punto de vista informático, involucró más cálculos que cualquier modelación similar anterior del cosmos, y su resultado es la mejor representación lograda hasta ahora de cómo ha evolucionado el cosmos.

Tiziana Di Matteo, cosmóloga de la Universidad Carnegie Mellon, y sus colaboradores, realizaron la simulación utilizando el sistema Cray XT3 del Centro de Supercomputación de Pittsburgh.

Las observaciones experimentales revelan que los agujeros negros son importantes reguladores de la formación de las galaxias y, finalmente, del tejido actual del universo. No obstante, las simulaciones anteriores no los tuvieron en cuenta porque la demanda de potencia informática resultaba prohibitiva.

Incluir los agujeros negros en las simulaciones es crítico. Las galaxias que hoy vemos presentan este aspecto debido a la física de los agujeros negros. Los científicos deben hacer simulaciones para averiguar el papel que los agujeros negros han desempeñado en la formación de las estructuras, tanto del universo temprano como del actual.

Los mayores agujeros negros, a los que se califica de supermasivos, se encuentran en el centro de cada galaxia. Pueden surgir inicialmente cuando las primeras estrellas se colapsan bajo los efectos de su propia gravedad. Rodeados por un gas denso en sus ubicaciones centrales, consumen el material circundante, tanto el gas como las estrellas, y crecen con rapidez hasta volverse monstruosos, alcanzando algunos mil millones de veces la masa de nuestro Sol. Pero la evidencia sugiere que los agujeros negros supermasivos se autorregulan, no "comen" sin límite, y por ello nunca se tragan una galaxia completa, según Di Matteo.

Su simulación cósmica cubrió múltiples escalas de tiempo y espacio, hasta 100 millones de años-luz. Habría resultado imposible de ejecutar sin una potente supercomputadora.

Di Matteo preparó las condiciones iniciales de la simulación para reflejar la radiación detectada del fondo cósmico de microondas, producto del nacimiento del universo. Entonces sembró la simulación con unos 250 millones de partículas que representaron la materia corriente que puede medirse. Para la simulación, Di Matteo utilizó esferas fluidas que representaban acumulaciones de materia tales como masas de gas. Este paso era esencial para que los investigadores pudieran calcular todas las fuerzas físicas en esas concentraciones. También trabajó con la gravedad ejercida por la materia oscura, la que no puede ser observada, y que constituye el 90 por ciento del universo. Adicionalmente, sus cálculos tomaron en cuenta las fuerzas asociadas con varios otros fenómenos cósmicos.

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