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9/12/07 - DJ:

Simulación del universo busca materia perdida

Gran parte del masa gaseosa del Universo está vinculada en una maraña de filamentos cósmicos que se extienden por cientos de millones de años luz, de acuerdo a un nuevo estudio computacional por un equipo liderado por la Universidad de Colorado en Boulder.
Ilustración de simulación del Universo

El estudio indica que una significativa porción del gas está en filamentos -que conecta los cúmulos de galaxias- escondidos de la observación directa en enormes nubes de gas en el llamado Medio Intergaláctico Caliente (Warm-Hot Intergalactic Medium, o WHIM), según Jack Burns del departamento de astrofísica y ciencias planetarias de la Universidad.

El equipo realizó una de las más grandes simulaciones cosmológicas, compilando 2.5 porciento del Universo visible en un modelo computacional para modelar una región de más de 1.5 mil millones de años luz.

Un paper sobre el tema será publicado en la edición del 10 de diciembre en Astrophysical Journal.

Tomó a los científicos cerca de una década producir el extraordinario código computacional para realizar la simulación, que incorporó virtualmente todas las condiciones físicas del Universo, retroceciendo en el tiempo casi hasta el Big Bang, dijo Burns. La simulación -que usa avanzadas técnicas numéricas para focalizarse en estructuras interesantes del Universo- modeló el movimiento de la materia al colapsar debido a la gravedad y se hizo suficientemente denso como para formar filamentos cósmicos y estructuras galácticas.

"Vemos esto como un verdadero avance en términos de tecnología y ciencia" dijo Burns. "Creemos que este esfuerzo brinda un significativo paso adelante en comprender los constituyentes fundamentales del Univeso".

De acuerdo al modelo cosmológico estándar, el Universo consiste en cerca de 25% de materia oscura y 70% de energía oscura con sólo un 5% de materia normal. Ésta última consite principalmente en bariones -hidrógeno, helio y elementos pesados- y las observaciones muestran que cerca del 40% de los bariones están actualmente "desaparecidos". Muchos astrofísicos creen que los bariones perdidos están en el WHIM, según explica Burns.

"En los próximos años, creo que estos filamentos podrían ser detectables en el WHIM usando los nuevos telescopios. Creemos que al comenzar a ver esos filamentos y comprender su naturaleza, aprenderemos más acerca de los bariones perdidos en el Universo".

Dos de los telescopios claves que los astrofísicos usarán en la búsqueda de WHIM son el Telescopio de 10m del Polo Sur en la Antártida y el de 25m de Cornell-Caltech Atacama o CCAT, que se está construyendo en el desierto de Atacama en Chile.

El CCAT reunirá radiación de ondas sub-milimétricas, que son más largas que las infrarrojas pero más cortas que las de radio. Permitirá a los astrónomos mirar atrás en el tiempo cuando las primeras galaxias aparecían - sólo mil millones de años luego del Big Bang- permitiendo entender el proceso de su formación.

El telescopio del Polo Sur capta en longitudes de onda milimétrica, sub-milimétrica y microondas del espectro y es usado para buscar, entre otras cosas, la radiación de fondo de microondas. Esperan poder estimar la temperatura de esta radiación al viajar a través del WHIM.

El equipo de la Universidad de Colorado corrió el código computacional en un total de 500.000 horas de procesador en dos centros de supercomputación - en San Diego y en el de la Universidad de Illinois en Urbana. Se generaron cerca de 60 terabytes de datos durante los cálculos. Según Burns, el sofisticado código usado es similar en algunos aspectos al usado en las complejas simulaciones de la atmósfera Terrestre y cambio climático, dado que ambas investigaciones se enfocan fuertemente en dinámica de fluidos.



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  • Sobre las imágenes


    La imagen es una ilustración de una porción de la simulación del Universo mostrando una región de cerca de 1.5 mil millones de años luz de lado. El brillante objeto en el centro es un cúmulo de galaxias millones de millones de veces la masa del Sol. En medio de los filamentos, que almacenan la mayoría de la masa del Universo, hay gigantes y esféricos huecos casi vacíos de materia.

    Crédito: Universidad de Colorado en Boulder.


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