Simulación del Universo de la Energía Oscura

Las dos próximas etapas de la simulación se centrarán en la evolución cosmológica de modelos con energía oscura, el enigmático componente introducido para explicar la acelerada expansión del Universo.

Comprender a fondo la materia oscura: la simulación del Universo en su totalidad

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Un grupo de investigadores franceses ha realizado la primera simulación por ordenador de la historia de la estructura de todo el Universo observable, desde el Big Bang hasta el momento actual. Estas simulaciones permiten ver cómo han evolucionado 550 000 millones de partículas.

Los investigadores que han realizado la simulación pertenecen al Observatoire de París, el Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS) y la Université Diderot de París.

La imagen de luz visible más profunda del cosmos, el Campo Ultra Profundo del Hubble. Imagen: Wikipedia.

Esta primera simulación del modelo estándar del Universo con una constante cosmológica es la primera de las tres partes de un proyecto denominado DEUS («Simulación del Universo de la Energía Oscura»), que se está llevando a cabo por medio del nuevo superordenador, llamado CURIE, del Grand Equipement National de Calcul Intensif (GENCI) que se encuentra alojado en el Gran Centro de Cálculo (TGCC) del CEA (Comisariado de la Energía Atómica y las Energías Alternativas). El superordenador CURIE puede realizar 2 000 billones de operaciones por segundo.

El objetivo del proyecto es arrojar luz sobre la naturaleza de la energía oscura y sobre sus efectos en la formación de la estructura cósmica y, por consiguiente, en la distribución de la materia oscura y las galaxias en el Universo.

Las dos próximas etapas de la simulación se centrarán en la evolución cosmológica de modelos con energía oscura, el enigmático componente introducido para explicar la acelerada expansión del Universo. Se pretende dar un paso más para descubrir qué tipo de impronta deja la energía oscura en la estructura cósmica y cómo puede inferirse la naturaleza de la energía oscura observando la distribución de la materia en el Universo.

Por el momento, el trabajo de simulación del modelo cosmológico estándar ya ha esclarecido una serie de propiedades importantes relacionadas con la distribución de la materia en el Universo. El equipo ha estimado con éxito la cifra total de agrupaciones galácticas con una masa superior a 100 billones de masas solares. El número de estas agrupaciones es actualmente de 144 millones.

Los investigadores han descubierto también que la primera agrupación galáctica de este tipo se formó cuando el Universo tenía sólo 2 000 millones de años. La agrupación más grande del Universo observable hoy día tiene un peso de 15 000 billones de masas solares.

Los datos generados por el programa han permitido también evaluar la distribución espacial de las fluctuaciones en la densidad de la materia oscura en el Universo. Estas fluctuaciones tienen el mismo origen que las encontradas en la radiación del Fondo Cósmico de Microondas, resultante del Big Bang y observado por los satélites Planck y WMAP (Sonda Anisotrópica de Microondas Wilkinson). Estas mediciones se obtuvieron en una simulación que abarcó toda la historia evolutiva del Universo con una precisión antes inalcanzable y con un rango de escalas mucho más amplio, desde unas pocas millonésimas hasta el tamaño de todo el Universo observable.

El proyecto DEUS en su totalidad utilizará más de 30 millones de horas (unos 3 500 años) de computación en prácticamente todas las unidades centrales de procesamiento (CPU) de CURIE. Entre todos los cálculos computacionales se generan más de 150 PBytes de datos (el equivalente a 30 millones de DVD). Gracias a un proceso avanzado e innovador de reducción de datos diseñado por los investigadores, la cantidad de datos útiles almacenados se puede reducir ahora a 1 PByte.

Para finales de mayo se espera poder tener los resultados finales de los viajes de los investigadores de DEUS por todo el Universo observable.

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