Redacción NM
Los astrónomos han revelado simulaciones notables del universo primitivo llenándose de luz como «luciérnagas cósmicas parpadeantes» hace unos 13 mil millones de años.
Creadas por expertos del MIT y Harvard, las simulaciones muestran la transformación del cosmos de un lugar de total oscuridad a un entorno radiante y lleno de luz.
Este período, conocido como la época de la reionización, fue un evento que marcó la desaparición de las ‘edades oscuras’ del universo, cuando no había galaxias, estrellas o planetas.
Las nuevas simulaciones se crearon utilizando una de las supercomputadoras más grandes del mundo, la SuperMUC-NG, en el transcurso de 30 millones de horas de CPU.
Las mismas simulaciones habrían requerido más de 3500 años para completarse en una computadora normal.
Aquí se representa gas en el universo a medida que pasa por el proceso de reionización. La reionización fue esencialmente cuando los átomos de hidrógeno neutro en el espacio se transformaron en hidrógeno cargado positivamente o ionizado, lo que permitió que la luz se extendiera por todo el universo.
El impresionante video es parte de un gran conjunto de simulaciones descritas en una serie de tres artículos aceptados en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Las simulaciones han sido nombradas Thesan, en honor a la diosa etrusca del amanecer.
«La mayoría de los astrónomos no tienen laboratorios para realizar experimentos», dijo Rahul Kannan, astrofísico del Centro de Astrofísica de Harvard y autor principal del primer artículo.
‘Las escalas de espacio y tiempo son demasiado grandes, por lo que la única forma en que podemos hacer experimentos es en computadoras.
«Podemos tomar ecuaciones físicas básicas y modelos teóricos rectores para simular lo que sucedió en el universo primitivo.
‘Thesan sigue cómo la luz de estas primeras galaxias interactúa con el gas durante los primeros mil millones de años y transforma el universo de neutral a ionizado. De esta manera, seguimos automáticamente el proceso de reionización a medida que se desarrolla.’
El universo comenzó hace unos 13.800 millones de años con el Big Bang, una explosión cosmológica que dio origen al universo.
Poco después, el universo infantil se enfrió drásticamente y se oscureció por completo, llenándose de una niebla caliente, densa y oscurecedora de gas ionizado.
Las simulaciones del equipo casi parecen luciérnagas parpadeando en la oscuridad. Lentamente, acumula más y más, iluminando la pantalla en grandes porciones y grupos
Las nuevas simulaciones se crearon utilizando una de las supercomputadoras más grandes del mundo, la SuperMUC-NG (en la foto), en el transcurso de 30 millones de horas de CPU.
El MIT explica: ‘Luego, dentro de un par de cientos de millones de años después del Big Bang, el universo se despertó, cuando la gravedad reunió materia en las primeras estrellas y galaxias.
«La luz de estas primeras estrellas convirtió el gas circundante en un plasma ionizado caliente, una transformación crucial conocida como reionización cósmica que impulsó al universo a la estructura compleja que vemos hoy».
Se representan interacciones en el universo primitivo con mayor detalle en comparación con cualquier simulación anterior, según el equipo, que también incluyó a astrónomos del Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania.
El video simulado muestra esta llamada ‘época de reionización’, que tuvo lugar hace unos 13 mil millones de años.
La reionización fue esencialmente cuando los átomos de hidrógeno neutro en el espacio se transformaron en hidrógeno cargado positivamente o ionizado, lo que permitió que la luz se extendiera por todo el universo.
En esencia, durante la época de reionización, las luces se encendieron en el universo.
Pero este período ha sido un desafío para reconstruir, ya que involucra interacciones caóticas inmensamente complicadas, incluidas aquellas entre la gravedad, el gas y la radiación.
Las simulaciones del equipo revelan un cambio gradual en el universo de la oscuridad total a la luz.
‘Es un poco como el agua en bandejas de cubitos de hielo; cuando lo pones en el congelador, toma tiempo, pero después de un tiempo comienza a congelarse en los bordes y luego se desliza lentamente”, dijo Aaron Smith del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT.
«Esta era la misma situación en el universo primitivo: era un cosmos neutral y oscuro que se volvió brillante e ionizado cuando la luz comenzó a emerger de las primeras galaxias».
Con Thesan, los investigadores pueden simular un volumen cúbico del universo que abarca 300 millones de años luz de diámetro.
Esta imagen muestra la evolución de las propiedades simuladas en el universo primitivo: materia oscura (panel superior) compuesta de grupos (halos) conectados por filamentos, y el gas (segundo panel desde arriba) sigue, colapsando para crear galaxias. Estos producen fotones ionizantes que impulsan la reionización (tercer panel), calentando el gas en el proceso (panel inferior). El tiempo avanza de izquierda a derecha
Las simulaciones se crearon para prepararse para las observaciones del nuevo telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA de $ 10 mil millones (£ 7,4 mil millones).
JWST podrá mirar más atrás en el tiempo, aproximadamente 13.500 millones de años, que predecesores como el telescopio espacial Hubble.
El nuevo observatorio, que se inauguró el día de Navidad, explorará el universo en el espectro infrarrojo, lo que le permitirá mirar a través de las nubes de gas y polvo donde nacen las estrellas.
«Muchos de los telescopios que se están poniendo en marcha, como el JWST, están diseñados específicamente para estudiar esta época», dijo Kannan.
‘Ahí es donde entran nuestras simulaciones; nos van a ayudar a interpretar observaciones reales de este período y entender lo que estamos viendo.’
La NASA dijo que su Telescopio Espacial James Webb (representado aquí en el espacio) capturará la luz de las atmósferas de los exoplanetas para leer qué gases están presentes para identificar potencialmente signos reveladores de condiciones habitables.
LA TEORÍA DEL BIG BANG DESCRIBE EL COMIENZO Y LA EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO
La Teoría del Big Bang es un modelo cosmológico, una teoría utilizada para describir el comienzo y la evolución de nuestro universo.
Dice que el universo estaba en un estado muy caliente y denso antes de que comenzara a expandirse hace 13.700 millones de años.
Esta teoría se basa en observaciones fundamentales.
En 1920, Hubble observó que la distancia entre las galaxias aumentaba en todas partes del universo.
La teoría del Big Bang es un modelo cosmológico, una teoría utilizada para describir el comienzo y la evolución de nuestro universo, basada en observaciones, incluida la radiación cósmica de fondo (en la imagen), que es como un fósil de radiación emitida durante el comienzo de la universo, cuando era caliente y denso
Esto significa que las galaxias tenían que estar más cerca unas de otras en el pasado.
En 1964, Wilson y Penzias descubrieron la radiación cósmica de fondo, que es como un fósil de la radiación emitida durante el comienzo del universo, cuando era caliente y denso.
La radiación cósmica de fondo es observable en todo el universo.
La composición del universo, es decir, el número de átomos de diferentes elementos, es consistente con la teoría del Big Bang.
Hasta el momento, esta teoría es la única que puede explicar por qué observamos una abundancia de elementos primordiales en el universo.
