Nueva simulación del MIT revela información importante sobre el nacimiento del universo

La generación espontánea de la realidad es desordenada.

El Big Bang, por ejemplo, liberó el valor de la energía y la materia del universo en un instante, luego la empujó en todas direcciones a la velocidad de la luz cuando las temperaturas en todo el universo en crecimiento excedieron los 1.000 billones de grados Celsius en el primer nanosegundo de la existencia del tiempo. Los siguientes cientos de millones de años, durante los cuales el universo se enfrió hasta el punto de que podrían existir partículas más allá de los quarks y los fotones, cuando aparecieron átomos reales como el hidrógeno y el helio, se conocen como edades oscuras, a expensas de las estrellas que aún no existen. para proporcionar luz.

Eventualmente, sin embargo, vastas nubes de gases elementales se presionaron lo suficiente como para encenderse, iluminando el universo previamente oscuro y liderando un proceso. Es por eso que el universo no es solo un montón de átomos de hidrógeno y helio. El proceso real de cómo la luz de esas nuevas estrellas interactúa con las nubes de gas circundantes para formar plasma ionizado que generó elementos más pesados ​​no se entiende completamente, pero un equipo de que su modelo matemático para esta era turbulenta es el más grande y más detallado jamás ideado.

los Simulador, nombrado en honor Goddess of Dawn, simulando el período de reionización cósmica al observar las interacciones entre los gases, la gravedad y la radiación en un área de 100 millones de años luz cúbicos. Los investigadores pueden observar una línea de tiempo sintética desde 400 000 años hasta mil millones de años después del Big Bang para ver cómo el cambio de diferentes variables dentro del modelo afecta los resultados generados.

«Thesan actúa como un puente hacia el universo primitivo», dijo Aaron Smith, miembro de la NASA Einstein en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. . «Su propósito es servir como un análogo simulado ideal para las próximas instalaciones de observación, que está a punto de cambiar fundamentalmente nuestra comprensión del universo».

Presenta mayor detalle en mayor magnitud que cualquier simulación anterior gracias a un nuevo algoritmo que rastrea la interacción de la luz con el gas que coincide con la formación de una galaxia separada y modela el comportamiento del polvo cósmico.

Rahul Kanan del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, quien se asoció con el Instituto Tecnológico de Massachusetts y el Instituto Max Planck de Astrofísica en el proyecto, dijo noticias del MIT. «De esta manera, seguimos automáticamente el proceso de reionización a medida que surgen».

Ejecutar esta simulación es Una supercomputadora en Garching, Alemania. Los 60 000 núcleos de computación equivalen a 30 millones de horas de CPU trabajando en paralelo para aplastar los números que Thesan necesita. El equipo ya ha visto resultados sorprendentes del experimento también.

«Thesan descubrió que la luz no viaja grandes distancias en el universo primitivo», dijo Cannan. «De hecho, esta distancia es muy pequeña y solo se vuelve grande al final de la reionización, aumentando 10 veces en solo unos pocos cientos de millones de años».

Es decir, la luz al final del período de reionización ha viajado más lejos de lo que los investigadores habían pensado previamente. También señalan que el tipo y la masa de la galaxia pueden influir en el proceso de reionización, aunque el equipo de Thesan se apresuró a señalar que se necesitaba apoyo para las observaciones del mundo real antes de poder confirmar esta hipótesis.