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Ciencia

 

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Como una máquina del tiempo
Astrónomos crean 'Illustris', el primer universo virtual realista

Un grupo de astrónomos ha creado el primer universo virtual realista usando una simulación de ordenador llamada 'Illustris'. Esta herramienta puede recrear 13.000 millones de años de evolución cósmica en un cubo de 350 millones de años luz de lado con una resolución sin precedentes.

"Hasta ahora, ninguna simulación había sido capaz de reproducir el universo de pequeñas y grandes escalas simultáneamente", declaró el autor principal, Mark Vogelsberger, del Instituto MIT/Harvard Smithsoniano para Astrofísica, que llevó a cabo el trabajo en colaboración con investigadores de varias instituciones, entre ellas el Instituto Heidelberg de Estudios teóricos en Alemania. Los resultados se publican en la edición de 8 de mayo de la revista Nature.

Los intentos anteriores para simular el universo se vieron obstaculizados por la falta de potencia de cálculo y las complejidades de la física subyacente. Como resultado, esos programas, o bien tenían una resolución limitada o se veían forzados a concentrarse en una pequeña porción del universo. Las simulaciones anteriores también tenían problemas para modelar el

complejo sistema de retroalimentación en la formación de estrellas, explosiones de supernovas y agujeros negros supermasivos.

'Illustris' emplea un sofisticado programa informático para recrear la evolución del universo en alta definición. Incluye tanto la materia normal como la materia oscura usando 12.000 millones de  'píxeles' o elementos de resolución en 3D.
A UN PC LE LLEVARIA 2.000 AÑOS DE CÁLCULOS

El equipo dedicó cinco años para desarrollar el programa. Los cálculos reales tomaron 3 meses de "tiempo de ejecución", utilizando un total de 8.000 CPUs trabajando en paralelo. Si hubieran utilizado un ordenador de escritorio medio, los cálculos se habrían prolongado durante 2.000 años hasta completarse.

La simulación por ordenador comienza apenas 12 millones de años después del Big Bang. Cuando llega al día de hoy, los astrónomos contaron más de 41.000 galaxias en el cubo del espacio simulado. Es importante destacar que Illustris produjo una mezcla

realista de las galaxias espirales como la Vía Láctea y las galaxias elípticas. También recreó estructuras a gran escala, como los cúmulos de galaxias y las burbujas y huecos de la red cósmica . A pequeña escala, recrea con precisión la química de las galaxias individuales.

Dado que la luz viaja a una velocidad fija , cuanto más lejos ven los astrónomos, más atrás en el tiempo pueden ver . Una galaxia a mil millones de años luz de distancia se ve como era hace mil millones de años. Telescopios como el Hubble nos pueden dar puntos de vista de los inicios del universo mirando a mayores distancias. Sin embargo , los astrónomos no pueden usar el Hubble para seguir la evolución de una sola galaxia con el tiempo.
 
Illustris es como una máquina del tiempo. Podemos ir hacia adelante y hacia atrás en el tiempo. Podemos hacer una pausa en la simulación y fijar el zoom en una sola galaxia o cúmulo de galaxias para ver lo que realmente está pasando", dice el co-autor Shy Genel, del CfA. (EUROPA PRESS)

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Usan sismógrafos para detectarlas
¿Pueden las ondas gravitacionales causar pequeños terremotos?

La Tierra podría actuar como un detector gigante de las ondas que se desprenden de las estrellas, los agujeros negros y otros objetos masivos del espacio profundo en el tejido del espacio-tiempo.
La luna podría ser sometida de la misma manera.

La gravedad es la consecuencia de que masas tales como planetas deforman el tejido del espacio- tiempo a su alrededor, según la teoría de la relatividad general de Einstein. Cuando cuerpos masivos como estrellas y agujeros negros se mueven, producen ondas en el espacio-tiempo llamadas ondas gravitacionales.

Cuando una onda gravitacional pasa a través de un objeto, debe dar lugar a muy pequeñas pero potencialmente detectables vibraciones. Los detectores de ondas gravitacionales abarcan desde instrumentos que pueden caber en los escritorios a dispositivos que tienen kilómetros de largo. Sin embargo, hasta ahora nadie ha informado de la detección directa de una onda gravitacional .

Ahora, científicos han considerado que la propia Tierra podría ser utilizada como un detector de ondas gravitacionales. Uno podría potencialmente detectar los efectos combinados de las ondas gravitacionales que fluyen a través del planeta mediante el análisis de su actividad sísmica, es decir, cómo tiembla la Tierra.
ESTUDIO EN 40 SISMÓGRAFOS

En el nuevo estudio, los investigadores se centraron en las ondas gravitacionales con frecuencias de 0,05 a 1 hercio, una banda en gran parte ignorada por otros esfuerzos de detección. Los emisores potenciales de esta gama incluyen pares de objetos cósmicos tales como enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros que orbitan entre sí. Las ondas gravitatorias con tales frecuencias también ser producidas por estrellas de neutrones que giran rçapidamente conocidas como púlsares.

Los científicos emplearon supercomputadoras para peinar el valor de los datos a disposición del público de una red

mundial de 40 sismógrafos normalmente utilizados para estudiar los terremotos y la estructura interna de la Tierra de un año.

No detectan los efectos de las ondas gravitacionales per sí mismos, sino que establecen un nuevo límite superior para la cantidad de energía que el planeta podría recibir de las ondas gravitacionales de estas frecuencias. Este límite superior mejora por un factor de mil millones los límites establecidos por los experimentos de laboratorio anteriores, afirman los investigadores.

Los investigadores tienen la intención de llevar a cabo un análisis similar utilizando sismómetros que las misiones Apolo de la NASA colocados en la Luna. Estos pueden proporcionar incluso mejores datos que los instrumentos en la Tierra, porque la luna es mucho menos activa sísmicamente que la Tierra, declaró a Space.com el autor principal del estudio, Michael Coughlin, un físico de la Universidad de Harvard. (EUROPA PRESS)

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