Aunque quedan muchas incógnitas por resolver, los científicos tienen una idea bastante precisa sobre cómo es el Universo en la actualidad y creen saber cómo y cuándo comenzó todo. Pero ¿qué ocurrió durante los 13.000 millones de años que han trascurrido desde el Big Bang, la explosión que dio origen al Universo? ¿Cómo evolucionaron las galaxias? Estos interrogantes han sido el punto de partida de un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) que se propuso probar algunas de las teorías existentes sobre la evolución del Universo y desarrollar una simulación informática que reconstruyera lo que ocurrió desde aquella gran explosión hasta nuestros días.
El resultado de este trabajo se presenta esta semana en la revista Nature. Según aseguran los investigadores liderados por Mark Vogelsberger, su simulación informática, bautizada como Illustris, muestra el Universo de una forma bastante parecida a como se vería a través de un telescopio.
La simulación comienza mostrando el Universo en su etapa inicial, cuando tan sólo habían transcurrido 12 millones de años desde el Big Bang. Basándose en las leyes de la física y en las diferentes teorías sobre la evolución de las estrellas y el crecimiento de los agujeros negros, el modelo recrea las galaxias que pueden observarse, así como la materia oscura y la energía oscura que no podemos ver.
¿De qué está hecho el Universo?
En el pasado otros equipos han reproducido la red cósmica de galaxias que se ven en el Universo, aunque ahora han logrado diferenciar también entre una amplia morfología, tanto espirales como elípticas, y reproducir a pequeña y a gran escala los elementos que las componen. Según detallan, esto ha sido posible gracias a que ahora disponen de ordenadores con más potencia para realizar cálculos, mejores algoritmos numéricos y modelos físicos más fiables.
Se calcula que aproximadamente, sólo un 4% del Universo está constituido por átomos, es decir, es materia como la que conocemos y podemos ver. Aunque los científicos desconocen de dónde procede, la gran mayoría es energía oscura (alrededor de un 74%) y materia oscura (22%).
La materia oscura, explican los autores de este trabajo, se va agrupando debido a las fuerzas gravitatorias. Si pudiéramos verla se parecería a una red. En su modelo informático, muestran los lugares donde creen que la materia oscura es más densa.
La formación de galaxias
La materia ordinaria también se va agrupando, dando lugar a galaxias. Precisamente uno de los mayores retos a la hora de desarrollar este modelo informático, explican los autores, ha sido recrear la gran variedad de galaxias que han observado. Nada menos que 41.416 galaxias han sido observadas, tanto espirales como elípticas.
La simulación reconstruye también la distribución de los elementos químicos. Por ejemplo, en el Universo primitivo había helio e hidrógeno. A medida que las estrellas evolucionaban o se convertían en supernovas, esos elementos básicos daban paso a otros más pesados, como el carbono y el oxígeno, y metales, que fueron esparciéndose por el Universo. La vida depende de los bloques de estos elementos químicos, gracias a los cuales se fueron formando los planetas y las moléculas complejas.
Aunque consideran que su simulación supone un paso significativo para reproducir la formación de galaxias utilizando simultáneamente observaciones muy dispares a distintas escalas, los investigadores del MIT admiten que todavía hay problemas importantes por resolver, por ejemplo, a la hora de reconstruir la formación de galaxias de baja masa. No obstante, confían en que estos obstáculos serán superados en la próxima década con las tecnologías que habrá disponibles entonces.
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