El cosmos en un tubo de ensayo: cómo pequeños fragmentos del universo reemplazan a las enormes simulaciones exprés
El universo es enorme, y calcular cómo se distribuyen en él las galaxias y la materia oscura no es tarea fácil. Normalmente, los científicos ejecutan simulaciones por computadora que "reproducen" la evolución de regiones enteras del cosmos de miles de millones de años luz. Pero esos cálculos requieren recursos colosales y tiempo. La materia oscura es invisible, pero es ella, como un armazón invisible, la que determina dónde se agruparán las galaxias.
El nuevo método se parece al trabajo de un restaurador que reconstruye un mosaico enorme a partir de unos pocos fragmentos conservados. En lugar de modelar todo el volumen gigantesco, los investigadores toman pequeños cubos de espacio — de unos 50 megapársecs de lado (eso es como la distancia que recorre la luz en 163 millones de años). Hay muchos de esos cubos, y cada uno tiene su propia densidad: en unos hay un poco más de materia, en otros un poco menos. Tras entrenar el modelo con estos fragmentos, se puede "pegar" con ellos una imagen completa de la distribución de masas.
El secreto está en que el modelo tiene en cuenta cómo la densidad de cada fragmento influye en el número de galaxias que contiene. Luego, sabiendo con qué frecuencia aparecen regiones de distintas densidades, se pueden sumar todas las contribuciones y obtener una imagen global. Es como si quisieras saber la estatura media de los habitantes de una ciudad, pero en lugar de censar a todos, midieras la estatura en varios barrios — pobres y ricos, antiguos y nuevos — y calcularas bien el promedio.
Este enfoque abre el camino al estudio de las galaxias más pequeñas, que antes era difícil "atrapar" en las grandes simulaciones. Y en el horizonte están los nuevos telescopios, como Euclid y Roman, que recopilarán datos de miles de millones de galaxias. Para darles sentido, harán falta precisamente métodos rápidos e inteligentes como este.
El volumen de un pequeño cubo en el nuevo método es aproximadamente como un cubo de 50 megapársecs de lado. Si volaras a través de él a la velocidad de la luz, el viaje duraría 163 millones de años.