A Philip Hopkins, un astrofísico teórico del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, le gusta bromear con sus colegas. Experto en la simulación de la formación de galaxias, Hopkins a veces comienza sus charlas proyectando imágenes de sus creaciones junto a fotografías de galaxias reales y desafiando a su audiencia para distinguirlas. "Incluso podemos engañar a los astrónomos", dice Hopkins, un líder de FIRE, la simulación de Feedback in Realistic Environments. "Por supuesto, no es una garantía de que los modelos sean precisos, pero es una especie de prueba de que estás en el camino correcto".

Durante décadas, los científicos han tratado de simular cómo los trillones de galaxias en el universo observable surgieron de nubes de gas después del Big Bang. Pero en los últimos años, gracias a computadoras más rápidas y mejores algoritmos, las simulaciones han comenzado a producir resultados que capturan con precisión los detalles de las galaxias individuales y su distribución general de masas y formas.

"Todo ha llegado a esta pequeña edad de oro en la que el progreso es cada vez más rápido", dice Tiziana Di Matteo, cosmóloga numérica de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, y líder de la simulación BlueTides.

La información de los falsos universos

A medida que los universos falsos mejoran, su papel también está cambiando. Durante décadas, la información fluyó en una dirección: desde los astrónomos que estudiaban galaxias reales hasta los modeladores que intentaban simularlas.

Ahora, la visión fluye en sentido contrario, y los modelos ayudan a guiar a los astrónomos, dice Stephen Wilkins, un astrónomo extragaláctico de la Universidad de Sussex en Brighton, U.K., que trabaja en BlueTides. "En el pasado, las simulaciones siempre trataban de mantenerse al día con las observaciones", dice Wilkins, que está utilizando BlueTides para predecir qué será lo que verán el Telescopio Espacial James Webb de la NASA cuando se lance en 2020 y escudriñe profundamente en el espacio y en el pasado.

"Ahora podemos predecir cosas que no hemos observado".

Por ejemplo, los modelos sugieren que las primeras galaxias fueron extrañamente en forma de pepinillo, que las galaxias espirales delgadas son sorprendentemente robustas frente a las colisiones, y que para explicar la evolución del universo, las galaxias deben formar estrellas mucho más lentamente que los astrofísicos esperado.

-La advertencia de las simulaciones de la galaxias-

Las simulaciones también suenan como una advertencia. Algunos cosmólogos esperan que la formación de galaxias termine siendo un proceso relativamente simple, gobernado por unas pocas reglas básicas.

Sin embargo, los modeladores dicen que sus falsos universos sugieren que, al igual que los adolescentes en maduración, las galaxias son impredecibles. Es difícil, por ejemplo, decir por qué uno se convierte en una espiral elegante, pero otro se convierte en una burbuja. "Está claro por todo lo que hemos hecho que la física de la formación de galaxias es increíblemente desordenada", dice Wilkins.

Antes de que puedas cocinar un universo, necesitas conocer los ingredientes.

A partir de diversas mediciones, los cosmólogos han deducido que solo el 5% de la masa y energía del cosmos es materia ordinaria como la de las estrellas y los planetas. Otro 26% consiste en una misteriosa materia oscura que, hasta el momento, parece interactuar solo a través de la gravedad, y presumiblemente consiste en alguna partícula no descubierta. El 69% restante es una forma de energía que extiende el espacio y acelera la expansión del universo. Esa "energía oscura" puede ser una propiedad del vacío del espacio mismo, por lo que los físicos lo llaman la constante cosmológica, denotada lambda (Λ).

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