Miércoles 10 de diciembre de 2014
Nuestras simulaciones del universo toman las leyes de la física que son ingresadas a un súper computador –como el que tenemos en el Instituto de Astrofísica UC llamado Geryon-, y este nos devuelve enormes tablas de números que representan las distintas épocas del universo –desde poco tiempo después del Big Bang hasta el presente–. En solo una semana de nuestros relojes transcurren miles de millones de años en el súper computador, tiempo suficiente para entregar estos números que muestran cada detalle de lo que pasó en esa evolución. Por ello, en vez de ser islas de luz en nuestros cielos nocturnos, las galaxias simuladas se ven como sombras que van creciendo y girando en esta inmensa maraña de números.
Esta historia necesita dos bandos y un intermediario.
Por un lado, desde hace décadas que las observaciones del universo se hacen con la mayor eficiencia posible y hoy, casi con desenfreno, se tratan de obtener los mayores recursos para aumentar aun más nuestra capacidad de observación. Esto se debe a que necesitamos todos los detalles posibles sobre el universo y estos son entregados por los telescopios más grandes del mundo, –muchos de los cuales están en Chile o se instalarán en el país en unos cinco años más y sus espejos serán de mayor tamaño que canchas de básquetbol–. Nuestra imagen del universo es cada vez más detallada y precisa, y no solo abarca grandes distancias, sino que también incluye su historia pasada acercándose cada vez más al Big Bang mismo. Primer bando.
Por el otro, están las fórmulas. ¿Quién no ha escuchado decir que gracias a Einstein la gravedad pasó de ser una fuerza invisible a ser el efecto de la curvatura del espacio-tiempo? A medida que esta y otras teorías fueron desarrolladas, ejércitos de astrofísicos las han aplicado sin pausa para describir el universo observado con cada vez mayor precisión. Hoy escuchamos decir que tiempo después del Big Bang se fueron formando galaxias y, dentro de éstas, estrellas y planetas. O que hoy, el universo no solo se expande, si no que esta expansión es acelerada. Estas ideas están muy bien fundadas ya que las ecuaciones que describen leyes del mundo físico nos dan números que son similares a los que se infieren de las observaciones; esto hace que la teoría gane fuerza. Segundo bando.
Pero, ¿cuántos números tenemos que calcular? Mientras más crecen los telescopios, el detalle con el que vemos el universo aumenta exponencialmente. Y para simularlo tenemos que hacer espacios virtuales tan grandes como los que observamos. Así por ejemplo, para llegar a simular lo que vemos desde aquí hasta 1.000 millones de años luz de distancia de la Tierra, desde el Big Bang al presente, necesitamos realizar 1027 cálculos, es decir, un uno seguido por 27 ceros –o mil millones de millones de millones de millones de operaciones–. Un súper computador hace esto en una semana y un notebook en un año –y eso que este es un volumen relativamente “pequeño" –. ¿Por qué tenemos que simularlo? Porque al hacerlo podemos comprobar si las leyes de la física pueden describir con exactitud cada uno de los innumerables detalles que vemos en las galaxias del cielo. Por eso, las simulaciones son el intermediario entre teoría y observación.
Todavía no hemos llegado al punto en que cada galaxia real, cercana o lejana, pequeña o grande, encuentra su gemelo idéntico entre los fantasmas numéricos que creamos en el súper computador. Pero sí es cierto que nuestras galaxias simuladas son cada vez más parecidas a las verdaderas, y esto nos dice que de a poco entendemos mejor el universo que vemos a través de los grandes telescopios del norte y del mundo.
