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Jueves, 10 marzo 2016
Cosmología

Simulación sofisticada de la expansión del universo

Se han incluido por vez primera la rotación del espacio-tiempo y las ondas gravitatorias en una simulación de la formación de las estructuras a gran escala del universo.

 

El universo se está constantemente expandiendo. Cambia, creando nuevas estructuras que se mezclan. Pero ¿cómo evoluciona? El equipo de la física Ruth Durrer, de la Universidad de Ginebra (UNIGE) en Suiza, ha desarrollado un nuevo código de simulaciones numéricas que permite vislumbrar los complejos procesos de la formación de estructuras en el universo. Basándose en ecuaciones de Einstein, Durrer y sus colegas consiguieron integrar la rotación del espacio-tiempo en sus cálculos y calcular la amplitud de las ondas gravitatorias, cuya existencia fue confirmada en febrero de 2016.

 

Hasta ahora, los científicos estudiaban la formación de las estructuras cosmológicas a gran escala con arreglo a simulaciones numéricas de la gravitación newtoniana. Estos códigos postulan que el propio espacio no cambia, se dice que está estático, mientras que el tiempo avanza. Las simulaciones que posibilita son muy precisas si la materia en el universo se mueve lentamente (por ejemplo, unos 300 kilómetros por segundo). Sin embargo, cuando las partículas de materia se mueven a gran velocidad, este código solo permite cálculos aproximados. Además, no describe las fluctuaciones de la energía oscura. Esta, que constituye el 70% de la energía total del universo (el restante 30% está hecho de materia oscura y materia ordinaria), es la responsable de su expansión acelerada. Por tanto, se hizo necesario encontrar una nueva forma de simular la formación de las estructuras cosmológicas y permitir el estudio de estos dos componentes misteriosos del universo.

 

[Img #34505]

 

Se muestran ondas gravitatorias generadas durante la formación de estructuras en el universo. Dichas estructuras (distribución de masas) se aprecian como puntos brillantes, y las ondas gravitatorias como elipses. El tamaño de cada elipse es proporcional a la amplitud de la onda y su orientación representa su polarización. (Foto: © Ruth Durrer, UNIGE)

 

Para poder facilitar al máximo la investigación en este campo, el equipo de Durrer dará a conocer públicamente todos los detalles de su código. Quizá ello ayude a lograr avances clave que conduzcan a esclarecer algunos de los misterios de la energía y la materia oscuras.

 

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