Mil millones de años luz en una supercomputadora
¿Qué pasaría si quisiéramos ser tan ambiciosos como para lograr recrear todas la formaciones del universo a través del tiempo? Como podemos imaginar, hacer un seguimiento de todo ese material requeriría un impresionante cálculo computacional y una codificación inteligente.
Pues esto es justo lo que los astrofísicos han logrado materializar gracias al último modelo de simulación de Illustris; y muy pronto planean expander nuestras fronteras del descubrimiento espacial.
Si la idea de poder observar con detalle una galaxia ya era fascinante, ahora imagina poder conocer y observar toda la historia de su formación.
El simulador Illustris: The Next Generation, (La Nueva Generación) ya está haciendo algunas predicciones bastante precisas; prometiendo nuevos enfoques que sin duda conducirán a un montón de descubrimientos emocionantes.
“Cuando observamos galaxias usando un telescopio, sólo podemos medir ciertas cantidades”; dice el astrofísico Shy Genel del Centro de Astrofísica Computacional del Instituto Flatiron.”Con la simulación, podemos rastrear todas las propiedades de todas estas galaxias. Y no solo cómo se ve la galaxia ahora, sino toda la historia de su formación”.
Las promesas de Illustris
En realidad, TNG consiste en 18 simulaciones que cubren varias escalas. Cada una de ellas una maqueta cúbica de espacio de hasta mil millones de años luz de ancho; que rastrea la evolución del universo desde justo después del Big Bang hacia el futuro.
De hecho, IllustrisTNG es el sucesor de un primer simulador llamado simplemente Illustris; y todo el proyecto está basado en las contribuciones de investigadores de CCA, MIT, la Universidad de Harvard; la Universidad de Cambridge, el Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg y el Instituto de Estudios Avanzados.
Como muestra el siguiente vídeo, con más resolución y nueva física, las simulaciones mejoradas no sólo cubren más terreno; ahora pueden modelar con precisión los patrones de galaxias en clúster y cómo esta red ha ido cambiando con el tiempo.
¿Y qué clase de hardware tiene una supercomputadora?
Para hacer un seguimiento de millones de años luz cuadrados de material galáctico, campos magnéticos y materia oscura; se requiere un hardware impresionante.
Por ello, el proyecto decidió utilizar la supercomputadora más rápida de Alemania; Hazel Hen, para calcular los números.
Esto implicó más de 24.000 procesadores durante más de dos meses para seguir la formación de millones de galaxias en una región representativa del universo con casi mil millones de años luz de lado.
Tras estos dos meses para analizar los cálculos de sólo una de las simulaciones más grandes; de acumularon alrededor de 500 terabytes de datos.
“El análisis de esta gran cantidad de datos nos mantendrá ocupados en los próximos años, y promete muchas nuevas ideas emocionantes en diferentes procesos astrofísicos”; dice Volker Springel, del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg.
¿Qué podemos esperar?
El nivel de precisión que se está logrando hasta ahora es fascinante. Ya se han publicado tres artículos que describen la agrupación a gran escala de la materia y nos ayudan a comprender cómo se forman las galaxias. No obstante, todo lo que se encuentra en las simulaciones son marcadores que requieren una inspección más detallada por parte de los astrónomos.
Una investigación publicada en los Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society; demostró que la naturaleza de los tenues halos de estrellas que se forman cuando las galaxias colisionan y se fusionan; normalmente eran demasiado débiles para ser percibidos. Pero la simulación muestra qué pistas seguir.
Otro estudio exploró el impacto que los agujeros negros tienen en la formación estelar. Agregando detalles muy necesarios a los modelos que sugieren que los pozos de gravedad intensa en el centro de las galaxias; pueden impulsar vientos que eliminan el gas y el polvo que forman las estrellas.
“Es particularmente fascinante que podamos predecir con precisión la influencia de los agujeros negros supermasivos en la distribución de la materia a grandes escalas”; dice Springel. “Esto es crucial para interpretar de manera fiable las próximas mediciones cosmológicas”.
Estos descubrimientos, sin duda, retroalimentan los modelos y los afinan aún más; prometiendo nuevas iteraciones por venir. A decir verdad, resulta bastante emocionante imaginar qué secretos podría revelar algún día una tercera generación de simuladores Illustris.
Puedes acceder a la increíble galería de vídeos e imágenes capturadas por TNG haciendo clic aquí.
También te podría interesar: Podremos ver un agujero negro por primera vez en la historia