Simulaciones virtuales para conocer la historia del Universo

“Al final a la derecha”. Es la recepcionista de la sede de la Fundación Cañada Blanch. “La conferencia no tardará en empezar”. Y al cruzar el umbral de la puerta, una sala delimitada por paredes blancas y lisas te da la bienvenida. A lo largo de la instancia unas cincuenta personas, la mayoría jóvenes, hablan entre ellos y se recolocan en los asientos. Todos desvían la mirada de vez en cuando hacia la palestra esperando que comience el coloquio. A penas hay tres sillas libres y la temperatura es bastante elevada. Pero nada de eso importa: una voz masculina empieza a resonar en toda la sala a través de los altavoces.

Es Vicent J. Martínez, catedrático de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Valencia y encargado de dirigir el tercer “ConecTalks”, el ciclo de charlas de divulgación científica. Desde el inicio de la sala presenta con orgullo a Vicent Quilis, profesor de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Valencia y encargado de impartir la conferencia titulada “Universo virtual”. Con varios años de dedicación profesional a la astrofísica computacional, Quilis se dispone a hablar para un auditorio tranquilo, aunque acalorado.

Antes de entrar en materia, el que trabajara hace unos años en la Universidad de Durham (Inglaterra), explica unos conceptos básicos imprescindibles para comprender la temática de la conferencia: la medición del espacio en años luz (uno equivale a unos 10 millones de años), la edad del Universo, aproximadamente 13.800 millones de años, o el parsec, una unidad de longitud utilizada en astronomía que corresponde a tres años luz. Vicent Quilis hace especial hincapié en que tanto las simulaciones como el desarrollo de teorías físicas e hipótesis de trabajo sobre el universo parten del paradigma generalmente aceptado: el Big Bang o la gran explosión a partir de una singularidad espaciotemporal.

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¿Qué es la simulación virtual?

El astrofísico valenciano aclara que la astrofísica “no es como cualquier otra ciencia, ya que en ella tan solo se puede ver la foto final de un largo proceso. Además no se puede recrear una galaxia en un laboratorio para analizar su comportamiento”. Sin embargo las simulaciones virtuales crean universos ficticios comparables con el real para analizar las claves de ese proceso. Gracias a esta técnica se puede comprender el cosmos y las leyes que lo lideran.

Este Universo virtual se crea a partir de supercomputadoras que tienen en cuenta diversos parámetros como la evolución del gas y el polvo en el cosmos, el comportamiento de la materia y la energía oscura, la temperatura en cada región del espacio, la fuerza gravitacional de cada cuerpo celeste y la presencia de agujeros negros en la práctica totalidad de las galaxias conocidas. “Partiendo de estos datos se crean modelos de física que se tratan de corroborar en el Universo real a través de los datos que registran los telescopios”, explica Vicent Quilis.

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¿Qué aporta la simulación virtual?

Acompañado por una presentación esquemática en power point, el astrofísico valenciano deleita al auditorio con algunas de las simulaciones realizadas con supercomputadoras en las que se aprecia la evolución de las galaxias. Aunque pueda parecer una obra de arte, o el fragmento de una película futurista, lo cierto es que se trata de algo que ya ocurrió: el comportamiento de una región muy específica del Universo durante miles de años atrás.

Con la maravilla de unos y la sorpresa de otros, Vicent Quilis explica que las simulaciones virtuales han servido para comprender cómo se comportan las galaxias y cómo se distribuyen en el cosmos. “Las simulaciones han servido durante muchos años para predecir fenómenos que no se habían observado aún,  y que posteriormente y con la mejora de los telescopios han sido observados”, explica el astrofísico. En este sentido añade que siempre se ha creído que las galaxias se transformaban a lo largo de su evolución, “sufriendo diversos procesos y mutando su forma”. Se intuía que la causa de estos cambios “estaba directamente relacionada con su interacción con el entorno que las rodeaba pero no había prueba de ello. Las simulaciones permitieron explicar los procesos involucrados y sus mecanismos”, concluye.

El haber conseguido reproducir con las supercomputadoras las características de las galaxias, tanto de las elípticas, formadas por estrellas viejas, como de las espirales, formadas por estrellas jóvenes, ha hecho posible conocer, aunque de manera virtual, la historia del Universo. Ahora se pueden apreciar los procesos físico-químicos que han llevado al cosmos al estado que presenta en la actualidad.

Por otra parte, las simulaciones han permitido a los astrofísicos intuir el comportamiento del gas presente en el Universo, de la materia oscura y de la energía oscura que, en conjunción, forman las galaxias y el espacio. En la década de los años 70, cuando ya se conocía, gracias a Edwin Hubble, que el cosmos se encuentra en permanente expansión y las bases de la teoría del Big Bang estuvieran asentadas, se observó que en el Universo no había suficiente materia visible para explicar la intensidad de las fuerzas gravitacionales que se dan en las galaxias y entre ellas mismas. Esto evidenció que un 90% de la materia del universo no es común, sino materia oscura. “Esto asusta porque según el paradigma aceptado hay un 69% de energía oscura y un 26,2% de materia oscura que no podemos conocer, por tanto el 96,4% del Universo está compuesto de ignorancia, aunque con las simulaciones podemos entrever cómo se comporta esta materia”, explica Vicent Quilis.

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Algunos detractores

Después de una hora de conferencia divulgativa, en la que se utilizó un lenguaje accesible y se explicaron conceptos complicados de una forma sencilla, el astrofísico valenciano informó de que, a pesar de todo, el sistema de simulación virtual no es perfecto. “Partimos de la base de que existen partículas cuyo funcionamiento no entendemos y, por tanto, lo intuimos, de modo que no son valores reales”, matiza Quilis. No obstante, “gracias a la simulación, la parte teórica de la cosmología puede avanzar, y mucho”, añade el astrofísico como conclusión al coloquio en la Fundación Cañada Blanch.

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