El universo virtual

“En este universo virtual un observador puede moverse por las tres dimensiones espaciales, y también por la dimensión temporal, avanzando o retrocediendo, a voluntad”, cuenta el astrofísico Gustavo Yepes.

El investigador se refiere al Superordenador Magerit, utilizado junto con los demás computadores para llevar a cabo las simulaciones. Según Yepes, que trabaja en este proyecto en coordinación con un grupo internacional de astrofísicos, la máquina “está reproduciendo el Universo cercano que observamos a través de los grandes telescopios”.

El Magerit se ubica en el Centro de Supercomputación y Visualización de Madrid. Para el científico, éste y otros supercomputadores se han convertido en “laboratorios naturales para la Astrofísica y la Cosmología, que ayudan a que estas ciencias sean menos especulativas y sean consideradas como experimentales”.

“La única manera para estudiar el medio dinámico en el que estamos envueltos es recrearlo virtualmente en un ordenador, porque a partir de ahí se puede avanzar y retroceder en el tiempo; saber como se formó nuestra galaxia y que va a pasar más adelante”, explica el investigador.

Con sus 2.140 procesadores instalados y sus casi 5 terabytes de memoria (el equivalente a la memoria de más de 5.000 ordenadores personales), esta máquina es capaz de realizar más de 12 billones de operaciones por segundo. Después del MareNostrum (Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona), el Magerit es el superordenador más potente de los siete nodos que integran la Red Española de Supercomputación, creada en marzo de 2007.

Dos ciencias que despegan

El gran avance que ha tenido la Astrofísica y la Cosmología en los últimos años se ha reflejado con la instalación de potentes telescopios en diferentes lugares del planeta y en el espacio, ya que son “los únicos laboratorios con los que contamos en estas disciplinas” según Yepes. Los telescopios han permitido obtener una imagen detallada del Universo. Pero, todavía desconocemos muchas etapas de su larga vida (casi de 14 mil millones de años de existencia).

Para rellenar estas lagunas y tener una visión más completa de los acontecimientos que dieron lugar al Universo, tal y como lo observamos hoy, es necesario recurrir a recreación virtual mediante complicados cálculos numéricos que reproducen los procesos físicos responsables de la formación de las estrellas, galaxias, cúmulos de galaxias, y otras estructuras que se observan a través de telescopios.

En este sentido, un grupo de astrofísicos de la Universidad Autónoma de Madrid y del Instituto Astrofísico de Potsdam (Alemania), junto con colaboradores de Israel, Estados Unidos, Rusia, y Grecia, han unido sus esfuerzos para reproducir de la forma más realista posible el origen de las galaxias que vemos, incluida la Vía Láctea. Esta colaboración tomó el nombre del primer gran superordenador, donde comenzó este trabajo el Proyecto de Cosmología Numérica MareNostrum (MNCP, por sus siglas en inglés).

Los códigos numéricos encargados de realizar esta tarea han sido diseñados para poder utilizar en España la potencia combinada de los miles de procesadores de Magerit, de MareNostrum y de otros grandes superordenadores englobados en el Consorcio de Supercomputación Europeo. “De esta manera, se pueden reproducir los procesos gravitatorios e hidrodinámicos que tuvieron lugar en los constituyentes del universo: la materia ordinaria de la que todos estamos hechos (átomos, moléculas...) y la famosa materia y energía oscuras de las que conocemos su cantidad pero desconocemos todavía su naturaleza”, puntualiza a SINC Yepes.

Del pasado al futuro

En los próximos meses, “los datos darán una visión virtual de cómo podría haber sido la formación de las primeras galaxias, cómo se fusionaron para dar lugar a galaxias más grandes y cómo éstas se agruparon después en grupos y cúmulos de galaxias”, anticipa el científico.

La investigación actual se centra en un pequeño volumen del Universo cercano a nosotros, de un tamaño de entre 200 y 500 millones de años luz de diámetro, ya que para los científicos no es posible reproducir lo que ha ocurrido en todo el universo conocido. “Estos datos constituirán una excelente base sobre la que realizar multitud de experimentos- señala Yepes- que nos permitirá observar nuestro pedazo de universo simulado de forma muy parecida a la observación real con los telescopios actuales”.

La novedad del trabajo es la utilización de una técnica que permite incorporar ‘ligaduras observacionales’ sobre la distribución espacial de masa y velocidades derivadas a partir de catálogos de galaxias.

En la actualidad, casi todos los grandes proyectos internacionales de desarrollo de telescopios y radiotelescopios futuros, tanto en tierra como espaciales, están compuestos por grupos de investigación españoles. El año pasado, España se adhirió al Observatorio Europeo Austral, una de las organizaciones astronómicas más importantes del mundo.