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Cosmología
La Simulación Cosmológica Más
Detallada Hasta el Momento
9 de
Agosto de 2007.
 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.
Información adicional en:
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