Cuando observamos el universo que nos rodea, más allá de nuestra galaxia, la Vía Láctea, vemos que está repleto de miles de millones de otras galaxias.
Estas galaxias son muy diversas, algunas son hasta miles de veces más grandes que la nuestra. Otras son mucho más pequeñas. Las hay esféricas y espirales, y de múltiples colores, dependiendo de las edades de las estrellas que las componen.
Ahora estamos volando a través de un universo virtual, que nos muestra que las galaxias no están distribuidas de forma aleatoria en el cosmos, sino que forman parte de una gran “telaraña cósmica”, en la que existen vastas regiones del espacio casi vacías y otras donde las galaxias se concentran.
¿Por qué el universo es como es y no de otra forma? Creando universos en ordenadores podemos entender el universo que nos rodea, su origen y futuro y también las leyes de la naturaleza que lo rigen.
Las galaxias que observamos son solo una pequeña fracción de la materia en el universo. La mayoría es invisible y la llamamos “materia oscura”.
Si bien no podemos observarla directamente, sí medimos el efecto de su gravedad en galaxias, estrellas, y en la luz que la rodea.
Ahora estamos volando a más de 100 millones de años luz por segundo a través de la materia oscura en un universo simulado.
Este universo virtual fue creado en uno de los superordenadores más grandes del mundo y se necesitaron el equivalente a 30 años de cálculos en un ordenador normal de escritorio.
Estas simulaciones nos muestran que las galaxias se forman y se desarrollan en las zonas donde la materia oscura es más densa, y que sus características también dependen de la materia oscura que las rodea.
En los universos simulados podemos predecir el estado actual del universo y además observar virtualmente cómo fueron sus orígenes.
Poco después del Big Bang, la materia oscura estaba distribuida de forma más o menos homogénea en el universo.
Sin embargo, a lo largo de cientos de millones de años, pequeñas estructuras de materia oscura fueron atrayéndose entre sí gracias a la fuerza de la gravedad. Así, la materia oscura se ha ido concentrando en zonas cada vez más densas donde comenzaron a formarse las primeras galaxias.
A medida que el tiempo fue pasando, estas estructuras de materia oscura se fueron fusionando unas con otras, creciendo constantemente y llegando a albergar miles de galaxias.
Pero, ¿qué es la materia oscura? Aún no lo sabemos, pero las simulaciones cosmológicas nos ayudan a poner a prueba diferentes teorías.
En una simulación podemos cambiar la ley de gravedad, o el tipo de materia oscura, y visualizar cómo esto afectaría la distribución de las galaxias en el universo.
Por ejemplo, en la parte superior del vídeo vemos un escenario en el que la materia oscura corresponde a un tipo de partícula muy pesada. En la parte inferior, otro escenario donde la materia oscura es muy liviana, lo que resulta en un universo mucho más homogéneo y sin estructuras pequeñas. Con estas predicciones en mano, podemos comparar el universo virtual con observaciones del universo real y determinar qué alternativa es la correcta.
Combinando observaciones y superordenadores intentamos descifrar la naturaleza del universo, su origen y evolución, y, finalmente, entender un poco mejor nuestro sitio en el cosmos.