Científicos crean código que simula la expansión del universo

Física, Mundo Cuántico y Futuro

Por Sophimania Redacción
8 de Marzo de 2016 a las 17:30
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Científicos crean código que simula la expansión del universo

Crédito: UNIGE (Ruth Durrer)

 

El universo está en constante expansión, pero ¿cómo evoluciona? Los físicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, han desarrollado un nuevo código de simulaciones numéricas que ofrece una visión del complejo proceso de formación de estructuras en el Universo. Sobre la base de las ecuaciones de Einstein, fueron capaces de integrar la rotación del espacio-tiempo en sus cálculos y calcular la amplitud de las ondas gravitacionales, cuya existencia fue confirmada por primera vez el 12 de febrero de 2016. Este estudio se publica en la revista Nature Physics .

Hasta ahora, los científicos estudiaron la formación de estructuras cosmológicas a gran escala, basados ​​en simulaciones numéricas de la gravitación de Newton. Estos códigos postulan que el espacio en sí no cambia, sino que es estático, mientras que pasa el tiempo. Las simulaciones que permite son muy precisas si la materia en el Universo se mueve lentamente (es decir, a unos 300 kilómetros por segundo). Sin embargo, cuando las partículas de materia se mueven a gran velocidad, este código solo permite cálculos aproximados. 

Por otra parte, no describe las fluctuaciones de la energía oscura, que constituyen el 70% de la energía total del Universo (el 30% restante está hecho de materia oscura y la materia ordinaria), que es responsable de la expansión acelerada del mismo. Por lo tanto, era necesario encontrar una nueva manera de simular la formación de estructuras cosmológicas y permitir el estudio de estos dos fenómenos.

Por eso, el equipo de Ruth Durrer del Departamento de Física Teórica de la Facultad de Ciencias de UNIGE, ha creado un código, llamado gevolution, basado en la teoría de la relatividad general de Einstein. De hecho, la relatividad general considera que el espacio-tiempo es dinámico, es decir, que el espacio y el tiempo están cambiando constantemente, a diferencia del espacio estático de la teoría newtoniana. El objetivo era predecir la amplitud y el impacto de las ondas gravitacionales.

Para ello, los físicos de UNIGE analizaron una porción cúbica en el espacio, que consta de 60 mil millones de zonas que contienen cada una, una partícula (es decir, una parte de una galaxia), con el fin de estudiar la forma en que se mueven con respecto a su vecinas. Gracias a la biblioteca LATfield2 (desarrollado por David Daverio de UNIGE), que resuelve las ecuaciones diferenciales parciales no lineales, y el superordenador del Centro de Supercomputación de Suiza en Lugano, los investigadores fueron capaces de estudiar el movimiento de las partículas y calcular la métrica (la medida de las distancias y el tiempo entre dos galaxias en el Universo) usando las ecuaciones de Einstein.

Con el nuevo código, los físicos de UNIGE podrán poner a prueba la teoría de la relatividad general en una escala mucho mayor que la actual. Con el fin de abrir la investigación a un máximo en este campo, la profesora Ruth Durrer y su equipo van a hacer público su código gevolution. Quizás pronto se aclaren los misterios de la energía oscura.

 

 

Artículo original en inglés: Eurekalert


#einstein #universo #expansion
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