Censo cósmico: por qué las computadoras no ven la forma de las galaxias ✛
Un censo de población según la forma del cuerpo: así se puede describir lo que hicieron los astrónomos con 6348 galaxias masivas. En lugar de estatura y peso, midieron cuánto se concentra la luz hacia el centro, cuán achatada está la galaxia y cuán asimétrica es su forma. Luego repitieron las mismas mediciones en galaxias de tres modelos computacionales del universo y compararon los resultados.
Cada modelo resultó parecerse a un artista que dibuja un retrato de memoria: acierta los rasgos generales, pero confunde los detalles. Un modelo produce demasiadas galaxias con un núcleo brillante y denso, otro infla los discos hasta tamaños irreales, y el tercero casi no crea galaxias muy planas, que en el cielo real son habituales.
¿Por qué ocurre esto? En los modelos, la transferencia de rotación dentro de la galaxia funciona mal. El gas del que nacen las estrellas debe perder rotación al caer hacia el centro; de lo contrario, el disco no se vuelve delgado. Los procesos responsables de esto están descritos de manera demasiado burda en la computadora. Por eso el modelo "no sabe" qué hacer con el exceso de rotación, y la forma de la galaxia sale mal.
Antes se pensaba que si un modelo reproducía el número total de galaxias, la estructura interna también sería cercana a la real. Ahora está claro que no es así. La cantidad total de estrellas puede coincidir, pero su distribución espacial puede diferir mucho de la observada. Para los futuros modelos, esto es un examen severo: tendrán que aprobar no solo el conteo, sino también la forma.
El siguiente paso es observar no solo la forma por separado, sino también cómo se relaciona la forma con la masa y el ritmo de formación estelar. Entonces se podrá ver en qué rincones exactos del universo simulado se rompe la física. Mientras tanto, el censo continúa: cada nueva galaxia de los futuros sondeos del cielo pondrá a prueba si las computadoras han aprendido a ver lo que ven los telescopios.
El índice de Sérsic de las galaxias suele estar entre 1 (disco exponencial puro) y 4 (perfil elíptico clásico de de Vaucouleurs), pero en las simulaciones se encuentran valores de hasta 8, algo que casi no se observa en la realidad.
En la novela 'El problema de los tres cuerpos' de Liu Cixin, la civilización trisolariana intenta predecir la estructura de su caótico sistema estelar, pero se enfrenta a limitaciones fundamentales del modelado. De manera similar, las simulaciones modernas de formación de galaxias se enfrentan a limitaciones para reproducir la diversidad estructural, a pesar de la impresionante potencia computacional.