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2022-12-06Una nueva simulación de supercomputadora anima la evolución del universo

Science News |Es la visión más precisa y detallada del cosmos primitivo hasta el momento, informan los investigadores.

El universo infantil se transforma de un paisaje monótono a una red intrincada en una nueva simulación de supercomputadora de los años formativos del cosmos.

Una animación de la simulación muestra nuestro universo cambiando de una nube de gas fría y uniforme a la dispersión irregular de galaxias y estrellas que vemos hoy. Es la reproducción más completa, detallada y precisa de la evolución del universo producida hasta ahora, informan los investigadores en los Avisos mensuales de noviembre de la Royal Astronomical Society.

Este vistazo virtual al pasado del cosmos es el resultado de CoDaIII, la tercera iteración del Proyecto Cosmic Dawn, que rastrea la historia del universo, comenzando con las "edades oscuras cósmicas" unos 10 millones de años después del Big Bang. En ese momento, el gas caliente producido al principio de los tiempos, hace unos 13.800 millones de años, se había enfriado hasta convertirse en una nube sin rasgos distintivos y desprovista de luz, dice el astrónomo Paul Shapiro de la Universidad de Texas en Austin.

El universo era un lugar frío y oscuro 10 millones de años después del Big Bang. El gas hidrógeno comenzó a agruparse 100 millones de años después, formando regiones densas (blancas) que dieron origen a las primeras estrellas y galaxias, como se ve en esta animación de una nueva simulación del universo primitivo. La luz que irradian las estrellas (azul) calentó el gas alrededor de las galaxias a medida que la materia se acumulaba en una disposición similar a una red. Los estallidos rosas son regiones de alta temperatura que aparecieron cuando explotaron algunas estrellas. Las galaxias y estrellas que vemos hoy se encuentran a lo largo de los filamentos que resultaron de la complicada interacción entre la materia y la luz de las estrellas a medida que evolucionó el universo.

Aproximadamente 100 millones de años después, pequeñas ondas en el gas sobrante del Big Bang hicieron que los gases se agruparan (SN: 19/02/15). Esto condujo a hebras largas y filiformes que formaron una red de materia donde nacieron las galaxias y las estrellas. 

Cuando la radiación de las primeras galaxias iluminó el universo, arrancó electrones de los átomos en las nubes de gas que alguna vez fueron frías durante un período llamado época de reionización, que continuó hasta aproximadamente 700 millones de años después del Big Bang (SN: 2/6/17).

CoDaIII es la primera simulación que explica completamente la complicada interacción entre la radiación y el flujo de materia en el universo, dice Shapiro. Abarca el tiempo desde las edades oscuras cósmicas y a través de los próximos miles de millones de años a medida que se formó la distribución de la materia en el universo moderno.

La animación de la simulación, dice Shapiro, muestra gráficamente cómo la estructura del universo primitivo está "impresa en las galaxias de hoy, que recuerdan su juventud, su nacimiento o sus ancestros de la época de la reionización".


CITAS

JSW Lewis  et al. El camino libre medio del fotón ionizante corto en z = 6 en Cosmic Dawn III, una nueva simulación hidrodinámica de radiación totalmente acoplada de la época de la reionización. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. vol. 516, noviembre de 2022, pág. 3389. doi: 10.1093/mnras/stac2383.


Acerca de James R. Riordon

James Riordon es un escritor científico independiente que cubre temas de física, matemáticas, astronomía e historias ocasionales sobre estilos de vida.

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