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Columna de Astronomía | Para encontrar el reemplazo de la Relatividad General se necesitan "computines"

Es impresionante ver cómo ha cambiado la forma en la que se da el avance del conocimiento del universo, pero para continuar los astrónomos no podremos hacerlo solos.

15 de Febrero de 2017 | 09:50 | Por Nelson Padilla
Por Nelson PadillaAcadémico del Instituto de Astrofísica de la U. Católica de Chile

Doctor en astronomía de Universidad Nacional de Córdoba (Argentina) y fue investigador postdoctoral del Instituto de Cosmología Computacional (Inglaterra). Actualmente es profesor asociado del Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile, director del área de cómputos del Centro de Astro-Ingeniería UC y director UC del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA).

El método científico sentó raíces y dio frutos de forma continua a partir de la época del Renacimiento. En esta primera etapa de la ciencia, el descubrimiento se producía cuando una teoría simple y elegante describía muy bien lo que se observaba.

Con la Revolución Industrial llegaron máquinas cada vez más impresionantes para todos los ámbitos, incluida la ciencia. Y con telescopios de mayor tamaño el detalle de lo que se podía observar aumentó increíblemente. La teoría seguía avanzando de mano de papel y lápiz, pero el universo se complejizaba cada vez más.

En la época en que Einstein desarrolló la Teoría de la Relatividad General, todavía no se había entendido que las nebulosas que se veían en el cielo eran otras galaxias, por ejemplo, distintas a la Vía Láctea. Esta nueva teoría, sin embargo, podía explicar más cosas, y con mayor precisión, que la teoría de Newton. También fue un salto conceptual gigantesco, ya que aquí la gravedad se convierte en una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo.

Ya contamos con una variedad impresionante de teorías tan revolucionarias como la misma Relatividad General

Nelson Padilla
El éxito de la Relatividad General continuó por muchos años, e incluso recientemente se detectaron por primera vez las ondas gravitacionales predichas por ella. Sin embargo, ya hace más de 50 años que se descubrió la necesidad de materia oscura para poder explicar la dinámica de galaxias. Y recientemente en 1998, se confirmó que la expansión del universo no se frena por la acción de la curvatura del espacio-tiempo provocado por su masa, ¡sino que se acelera! Para explicar esto se necesita, nuevamente, algo oscuro. Esta vez energía.

Hoy en día todavía no sabemos con certeza si estos ingredientes "oscuros" realmente existen. Ellos podrían ser un síntoma, finalmente, de que la Relatividad General no puede explicar la gravedad a escalas cosmológicas.

Pero la comunidad no ha estado de brazos cruzados desde 1915. Ya contamos con una variedad impresionante de teorías tan revolucionarias como la misma Relatividad General, que no requieren de la materia o, incluso en algunos casos, energía oscura para explicar la dinámica de galaxias o la expansión acelerada.

Pero el problema es el siguiente: necesitamos millones y millones de veces más datos de los que se tenían el siglo pasado para poder saber si alguna de estas teorías – algunas consideradas más elegantes al no requerir componentes "oscuros"– es más precisa que la Relatividad General.

Y aquí es donde entramos en la tercera etapa de la ciencia del estudio del universo. Hoy en día los astrónomos están recabando los datos necesarios para, ojalá, lograr ver estas diferencias que nos dirán qué teoría es la que toma el lugar de la Relatividad General como "la" gran teoría de la gravedad. Lo interesante es que el análisis será realizado no solo por astrofísicos, sino también por un ejército de ingenieros en computación, sin los cuales sería imposible poder realizar el análisis. Para dar un ejemplo, en el planeamiento del futuro Large Synoptic Survey Telescope, que se construirá en el norte de Chile, hay grupos de trabajo enteramente ingenieriles para lograr convertir los 15 Terabytes de información que por noche se generarán en información científica lista para ser interpretada. Con nuestros clusters locales ya estamos haciendo algunas simulaciones para este esfuerzo.

Hoy en día el "papel y lápiz" nos siguen dando las primeras pistas de posibles teorías de la gravedad, pero el volumen de datos es tal que ya no pueden llegar a dar las respuestas finales sin la ayuda de los "computines", que finalmente tendrán buena parte de la responsabilidad en encontrar la próxima teoría del universo.

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