domingo, 15 de abril de 2012

Novedoso modelo de simulación de la estructura del universo observable

Un equipo de investigadores del Laboratoire Univers et Theorie (LUTH, Francia), coordinados por Jean-Michel Alimi, han desarrollado el primer modelo computacional de simulación de la estructura del universo observable entero, desde el Big Bang hasta la actualidad.


La simulación ha permitido seguir la evolución de 550 billones de partículas. Esta es la primera de tres ejecuciones [de la simulación] que forman parte de un proyecto excepcional llamado Deus: movimiento del universo completo, desarrollado usando el nuevo superordenador CURIE de la sociedad GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif), situado en el TGCC (Très Grand Centre de Calcul del CEA). Esta simulación, cubriendo las dos ejecuciones adicionales previstas para finales de Mayo de 2012, darán el apoyo y conocimiento para proyectos futuros dedicados a la observación y mapeado del universo. Estas simulaciones incluirán la naturaleza de la energía oscura y sus efectos en la formación de estructuras cósmicas, y a partir de ahí la distribución de materia oscura y galaxias en el universo.

Después de varios años de investigación, seis científicos del grupo de cosmología del LUTH, han desarrollado el primer modelo computacional de simulación de la estructura del universo observable entero, desde el Big Bang hasta la actualidad. Esta primera simulación del modelo estándar del universo con una constante cosmológica, será continuada con dos ejecuciones adicionales enfocadas en la evolución cosmológica de modelos con energía oscura, el misterioso componente introducido para encajar con la expansión acelerada del universo. ¿Que marca deja la energía oscura en el universo? E inversamente, ¿cómo puede la naturaleza de la energía oscura ser inferida a partir de observaciones de la distribución de materia en el universo? Estas son dos preguntas fundamentales que el proyecto Deus: movimiento del universo completo busca responder.

La simulación del modelo cosmológico estándar ha permitido a los investigadores descubrir un número importante de propiedades relativas a la distribución de la materia en el universo. Por ejemplo, han estimado con éxito el número total de cúmulos de galaxias con masa mayor que cien mil billones de masas solares. Estos cúmulos actualmente ascienden a 144 millones. Los investigadores han encontrado que el primer cúmulo de galaxias en el universo observable actualmente pesa 15 cuatrillones (o 15.000 trillones) de masas solares. Los datos generados con la ejecución también han permitido que los científicos evalúen la distribución espacial las fluctuaciones de densidad de materia oscura. Estas fluctuaciones tienen el mismo origen que las encontradas en la radiación de microondas del fondo cósmico, resultantes del Big Bang y observadas con las misiones WMAP y Planck. Estas mediciones fueron obtenidas en una simulación que cubre la historia evolutiva completa del universo con una precisión sin precedentes y en un rango de escalas mucho mayor, desde pocas millonésimas del tamaño actualizar del universo observable entero. Esto también ha mostrado con precisión sin precedentes las marcas del plasma primordial en la distribución de la materia oscura. Esta simulación también podría ser una mina de oro de nuevos resultados para la comunidad investigadora en cosmología.


La implementación de este excepcional proyecto no habría sido posible sin los potentes recursos disponibles por los investigadores en el Grand Equipement National de Calcul Intensif (GENCI), cuyo su nuevo superordenador CURIE está equipado con más de 92.000 CPUs y puede realizar dos millones de billones de operacioens por segundo (2 PFlogs/s). El superordenador CURIE está situado y operado por el CEA en el Très Grand Centre de Calcul, en Bruyères-le-Châtel (Essonne). Diseñado por Bull, es uno de los cinco superordenadores más potentes del mundo.

La implementación de Deus: movimiento del universo completo representa un nuevo avance en el desarrollo de la supercomputación. La primera simulación en el proyecto ha superado ampliamente las más avanzadas simulaciones cosmológicas llevadas a cabo durante los últimos años por diversas colaboraciones internacionales en las mayores instalaciones de supercomputación a lo largo del mundo. El proyecto entero usará más de 30 millones de horas (sobre 3500 años) de tiempo de computación virtual en todas las CPUs de CURIE. Más de 150 PBytes de información (el equivalente a 30 millones de DVDs) serán generados durante las ejecuciones. Gracias al avanzado e innovador proceso de reducción de información desarrollado por los investigadores, el total de información útil almacenada puede ser reducida a 1 PByte.

En el modelo cosmológico estándar con una constante cosmológica, es ahora posible analizar la distribución de materia oscura y galaxias a través del cosmos sobre una distancia equivalente a 90 billones de años luz y seguir su evolución a lo largo de la historia completa del universo.

El resultado de estos viajes a lo largo del universo observable completo, retrocediendo desde hoy en día hasta el Big Bang para los tres modelos cosmológicos, está previsto para finales de Mayo de 2012. Estos resultados mejorarán el conocimiento de la influencia de la energía oscura en las estructuras del universo. También aportará un apoyo excepcional para el desarrollo e interpretación de presentes y futuros catálogos cósmicos de grandes proyectos observacionales, especialmente aquellos internacionales lanzados por agencias espaciales. Entre ellos la misión EUCLID, seleccionada por la ESA, la Agencia Espacial Europea.

[Noticia original: Phys.org]

2 comentarios:

  1. Perdón por la intromisión, Fran, pero creo que a veces has traducido impropiamente el billion anglosajón (bueno, es lo que se llama a veces el uso de escala corta) por nuestro billón (10^{12}, siendo así que equivale a nuestro mil millones (10^9). La RAE tiene para este valor el término millardo (del milliard francés), pero a mí me suena un poco a palabro y sigo con el mil millones. El diámetro del universo conocido, por ejemplo, se estima en unos 90 mil millones de años-luz, no en 90 billones de a-l.

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    1. Muchas gracias. Le avisaré a Fran para que revise el artículo. Este es un error común que yo también he cometido a veces.

      GRACIAS!

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