Para comprender la evolución cósmica, los científicos se basan en un enfoque doble.Utilizando equipos avanzados, los estudios astronómicos intentan observar el universo cada vez más lejos (y retrocediendo en el tiempo) para estudiar los períodos más tempranos del universo.Al mismo tiempo, los científicos crean simulaciones que intentan modelar cómo evolucionó el universo en función de nuestra comprensión de la física.Cuando los dos coinciden, los astrofísicos y los cosmólogos saben que están en el camino correcto.
En los últimos años, se han realizado simulaciones cada vez más detalladas utilizando supercomputadoras cada vez más sofisticadas, lo que ha dado como resultado resultados cada vez más precisos.Recientemente, un equipo de investigación internacional dirigióUniversidad de Helsinkihaz lo máximoSimulación precisa hasta la fecha.conocido comoSibelius – Oscuro, estas simulaciones predijeron con precisión la evolución de nuestros rincones del universo desde el Big Bang hasta la actualidad.
Además de la Universidad de Helsinki, el equipoInstituto de Cosmología Computacional(CCI) yCentro de Astronomía Extragalácticaen la Universidad de DurhamInstituto Lorenz de Física Teóricaen la Universidad de LeidenInstituto de Astrofísica de París, Ycentro oscar kleinen la Universidad de Estocolmo.los resultados del equipoAviso mensual de la Royal Astronomical Society.
Esta simulación es el primer estudio realizado como parte del proyecto “Simulaciones más allá del universo local” (SIBELIUS) y se realizó utilizando:Máquina de cosmología DiRAC(COSMA), una red informática distribuida operada por la ICC.Las simulaciones cubren el espacio a una distancia de hasta 600 millones de años luz de la Tierra y representan más de 130 mil millones de ‘partículas’ simuladas, que requieren miles de computadoras durante semanas para producirlas.
El equipo utilizó física conocida para explicar cómo evolucionaron la materia oscura y el gas cósmico durante la historia del universo.En particular, buscaron asegurarse de que lo que observamos hoy sea consistente con el modelo estándar de cosmología.materia oscura fria(MDL) modelo.Durante décadas, los astrofísicos han utilizado este modelo para describir las propiedades de los cuerpos celestes.fondo cósmico de microondas(CMB) El número y la distribución espacial de las galaxias que vemos hoy.
Las simulaciones anteriores de CDM generalmente modelaron parches aleatorios del universo similares a lo que observamos hoy.Usando algoritmos generativos avanzados, estas simulaciones se ajustan para reproducir parches específicos del universo.Esto permitió al equipo verificar que la simulación reprodujo la estructura actual alrededor de la Vía Láctea, que los astrónomos han observado durante décadas.
Después de una cuidadosa comparación del universo virtual que crearon con una serie de investigaciones observacionales, encontraron que las simulaciones coincidían con la ubicación y las propiedades de las siguientes estructuras:Virgo,coma, Yperseo“Cúmulo de galaxias”la gran Muralla,” Y “vacío local.”Lo que es más importante, en el corazón de la simulación hay dos estructuras que son muy importantes y familiares para los astrónomos.vía Lácteay vecinosGalaxia de Andromeda.
Coautor Profesor Carlos Frenk (Profesor Ogden de Física Básica en ICC)explicación:
“Es muy emocionante ver las estructuras familiares que existen a nuestro alrededor aparecer a través de cálculos computacionales.Las simulaciones simplemente revelan las consecuencias de las leyes de la física que actúan sobre la materia oscura y los gases cósmicos durante los 13.700 millones de años de existencia de nuestro universo.
“El hecho de que podamos reproducir estas estructuras familiares brinda un soporte impresionante para el modelo estándar de materia oscura fría e indica que estamos en el camino correcto para comprender la evolución de todo el universo”.
Otro hallazgo interesante fue la predicción de que nuestra parte del universo tiene, en promedio, menos galaxias debido a su “baja masa de materia” a gran escala.Aunque esto no es inconsistente con el modelo CDM, puede tener consecuencias para los astrofísicos que interpretan las encuestas de galaxias observadas.”Este proyecto es verdaderamente innovador”, dijo el coautor Dr. Leiden University’s Dr. dijo Matthieu Schaller.“Esta simulación muestra que el modelo estándar de materia oscura fría es capaz de generar cualquier galaxia visible en nuestro vecindario.Esta es una prueba muy importante para que el modelo pase”.
Dr. Stuart McAlpine, ex Ph.D.El estudiante de Durham y actual becario postdoctoral en la Universidad de Helsinki agregó:Este proyecto sirve como un puente importante entre décadas de teoría y observaciones astronómicas”.
En el futuro, el equipo internacional planea analizar más a fondo la simulación para proporcionar pruebas más rigurosas del modelo CDM.
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