Simulaciones a gran escala podrían arrojar luz sobre los elementos "oscuros" que componen la mayor parte de nuestro cosmos

Estructura a gran escala del universo resultante de una simulación de supercomputadora de la evolución del universo. Crédito: Habib et al./Argonne National Lab.

Si tienes en cuentas la materia que podemos ver, nuestra galaxia entera no debería existir. La atracción gravitatoria combinada de cada luna, planeta y estrella conocida no debería haber sido lo suficientemente fuerte como para producir un sistema tan denso y complejo como la Vía Láctea. 

Entonces, ¿qué es lo que lo mantiene todo junto? 

Los científicos creen que hay una gran cantidad de materia adicional en el universo que no podemos observar directamente, la llamada "materia oscura". Si bien no se sabe de qué está hecha la materia oscura, sus efectos sobre la luz y la gravedad son evidentes en la estructura misma de nuestra galaxia. Esto, combinado con la aún más misteriosa "energía oscura" que se piensa que está acelerando la expansión del universo, podría representar hasta el 96 por ciento del cosmos entero. 

En un esfuerzo ambicioso dirigido por el Laboratorio Nacional de Argonne , los investigadores del Instituto de Biocomplejidad de Virginia Tech están tratando de estimar las características clave del universo, incluida su distribución relativa de la materia oscura y la energía oscura. El Departamento de Energía de EE. UU. Ha aprobado casi $ 1 millón en fondos para el equipo de investigación, que se ha encargado de aprovechar las simulaciones informáticas a gran escala y desarrollar nuevos métodos estadísticos para ayudarnos a comprender mejor estas fuerzas fundamentales. 

Timeline of the universe. NASA/WMAP Science Team - Original version: NASA; modified by Ryan Kaldari.

Para capturar el impacto de la materia oscura y la energía oscura en las observaciones científicas actuales y futuras, el equipo de investigación planea aprovechar algunas de las poderosas tecnologías predictivas que el Biocomplexity Institute ha utilizado para pronosticar la propagación global de enfermedades como el Zika y el Ébola. Usando datos de observación de fuentes como Dark Energy Survey , los científicos intentarán comprender mejor cómo estos elementos "oscuros" han influido en la evolución del universo. 

"Parece algo increíble, pero hemos hecho cosas similares en el pasado combinando métodos estadísticos con simulaciones de supercomputadoras, mirando las epidemias", dijo Dave Higdon , profesor del Laboratorio de Análisis Social y de Decisiones del Instituto de Biocomplejidad y miembro de la facultad en el Departamento de Estadística , parte de Virginia Tech College of Science. 

"El uso de métodos estadísticos para combinar datos de entrada sobre la población, patrones de movimiento y el terreno circundante con simulaciones detalladas puede pronosticar cómo las condiciones de salud en un área evolucionarán de manera confiable. Será una prueba interesante ver lo bien estos mismos principios funcionan en una escala cósmica ". 

Mapa 3D de la distribución a gran escala de la materia oscura, reconstruido a partir de mediciones de lentes gravitacionales débiles con el Telescopio Espacial Hubble. NASA/ESA/Richard Massey (California Institute of Technology).  

Si este esfuerzo es un exito, los resultados beneficiarán los próximos estudios cosmológicos y pueden arrojar luz sobre una serie de misterios relacionados la constitución y la evolución de la materia oscura y la energía oscura. Además, mediante la ingeniería inversa de la evolución de estos elementos, se podrían proporcionar conocimientos únicos sobre más de 14 mil millones de años de historia cósmica. 

El Biocomplexity Institute regularmente realiza investigaciones a través de subvenciones y contratos federales, estatales e industriales. En particular, este premio forma parte de la cartera de programas de investigación del instituto que ha recibido más de $ 103 millones en nuevos premios en la primera mitad del año fiscal 2018. 

Fuente: Virginia Tech Daily, Daniel Rosplock, Wikipedia,