Una nueva simulación del MIT revela las concepciones más importantes del nacimiento del universo

La generación espontánea de la realidad es un lío.

Nuestro Big Bang, por ejemplo, liberó la energía del universo en un momento y luego la arrojó en todas direcciones a la velocidad de la luz, ya que la temperatura en el universo en ascenso superó los 1.000 billones de grados centígrados en los primeros nanosegundos de su existencia. . Cientos de millones de años después, durante los cuales el universo se congeló hasta el punto de que podrían existir partículas fuera de los quarks o fotones, cuando se formaron átomos reales como el hidrógeno y el helio, conocidos como la Edad Oscura debido a la inexistencia de estrellas. para proporcionar luz.

Eventualmente, sin embargo, enormes nubes de gases elementales se comprimieron lo suficiente como para encenderse, trayendo luz al universo anteriormente oscuro, avanzando el proceso. Por eso el universo aún no es un montón de átomos de hidrógeno y helio. El proceso real de cómo la luz de estas nuevas estrellas interactúa con las nubes de gas circundantes, creando plasma ionizado que produjo elementos más pesados, aún no se entiende completamente, pero un grupo que su modelo matemático de esta era turbulenta es el modelo más grande y más elaborado jamás desarrollado.

Eso: una simulación que lleva su nombre La diosa del amanecer imita el período de ionización cósmica al observar las interacciones de los gases, la gravedad y la radiación en un espacio de 100 millones de años luz cúbicos. Los investigadores pueden mirar la línea de tiempo sintética, que se extiende desde 400 000 años después del Big Bang hasta hace 1000 millones de años, para ver cómo los cambios en las diferentes variables del modelo afectan los resultados.

«La tesis actúa como un puente hacia el espacio primitivo», dijo Aaron Smith, miembro de Einstein de la NASA en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. . «Está destinado a servir como un modelo ideal para futuros objetos de observación que van a cambiar fundamentalmente nuestra percepción del universo».

Puede presumir de detalles más grandes que cualquier simulación anterior, gracias a un nuevo algoritmo que rastrea la interacción de la luz con el gas, combinado con modelos de formación de galaxias individuales y el comportamiento del polvo espacial.

«La tesis rastrea cómo la luz de estas primeras galaxias interactuó con el gas durante los primeros mil millones de años, transformando el universo en ionización neutra», dijo Rahul Kannan del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica en el Instituto Max Planck del MIT. La astrofísica dijo sobre este proyecto. Noticias del MIT:. «De esta manera, rastreamos automáticamente el proceso de reionización a medida que se desarrolla».

Es el poder de esta simulación. supercomputadora en Garching, Alemania. Sus 60.000 núcleos informáticos funcionan en paralelo, lo que equivale a 30 millones de horas de procesador para comprimir los números que necesita Thesan. El equipo ya ha visto resultados sorprendentes de esa experiencia.

«La tesis ha encontrado que la luz no viaja grandes distancias al comienzo del universo», dijo Kanan. «De hecho, esta distancia es muy pequeña; solo aumenta al final de la ionización, aumentando en 10 en solo unos pocos cientos de millones de años».

Es decir, la luz llegó más lejos al final del período de ionización de lo que los investigadores habían imaginado previamente. También notaron que el tipo de masa de la galaxia podría afectar el proceso de ionización, y que el equipo de Thezan se apresuró a señalar que hasta que se pudiera confirmar esa hipótesis, se necesitarían observaciones del mundo real.