Investigadores crean simulaciones de ‘máquina del tiempo’ para estudiar el ciclo de vida de las ciudades ancestrales galácticas

Newswise: por primera vez, los investigadores han creado simulaciones que recrean el ciclo de vida completo de algunos de los grupos más grandes de galaxias observados en el universo distante hace 11 mil millones de años, informa un nuevo estudio en astronomía natural.

Las simulaciones cósmicas son esenciales para estudiar cómo el universo llegó a ser como es hoy, pero muchas de ellas no suelen coincidir con lo que los astrónomos observan a través de los telescopios. La mayoría están diseñados para coincidir con el universo real solo en un sentido estadístico. Por otro lado, las simulaciones cósmicas restringidas están diseñadas para reproducir las estructuras que realmente observamos en el universo. Sin embargo, la mayoría de las simulaciones actuales de este tipo se han aplicado a nuestro universo local, lo que significa que está cerca de la Tierra, pero nunca se han aplicado a las observaciones del universo distante.

Un equipo de investigadores, dirigido por el investigador del Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Proyecto Universo y primer autor Metin Ata y el profesor asociado del proyecto Khe-Jan Lee, estaba interesado en estructuras distantes como los cúmulos de galaxias masivas, que son los ancestros de hoy. Los cúmulos de galaxias antes de unirse bajo la influencia de su gravedad. Descubrieron que los estudios actuales de cúmulos primordiales distantes a veces se simplificaron demasiado, lo que significa que se realizaron utilizando modelos simples en lugar de simulaciones.

«Queríamos tratar de desarrollar una simulación completa del universo real distante para ver cómo comenzaron las estructuras y cómo terminaron», dijo Atta.

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Su resultado fue COSTCO (simulación de campo restringido de COsmos).

Me dijo que desarrollar una simulación es muy parecido a construir una máquina del tiempo. Dado que la luz del universo distante solo llega a la Tierra ahora, los telescopios galácticos que ves hoy son una instantánea del pasado.

“Es como encontrar una vieja foto en blanco y negro de tu abuelo y hacer un video de su vida”, dijo.

En este sentido, los investigadores tomaron instantáneas de galaxias ancestrales «jóvenes» en el universo y luego avanzaron rápidamente su edad para estudiar cómo se formaron los cúmulos de galaxias.

La luz de las galaxias que usaron los investigadores viajó 11 mil millones de años luz para llegar a nosotros.

El mayor desafío fue tener en cuenta el entorno a gran escala.

«Esto es algo muy importante para el destino de esas estructuras, ya sea que estén aisladas o relacionadas con una estructura más grande. Si no se tiene en cuenta el medio ambiente, se obtendrán respuestas completamente diferentes. Hemos sido capaces de tomar la gran El entorno a escala tiene en cuenta constantemente, porque tenemos una simulación completa, y esto es por lo que nuestra predicción es más estable».

Otra razón importante por la que los investigadores crearon esta simulación es para probar el modelo estándar de cosmología, que se utiliza para describir la física del universo. Al predecir la masa final y la distribución final de las estructuras en un lugar en particular, los investigadores pueden revelar inconsistencias no descubiertas previamente en nuestra comprensión actual del universo.

Usando sus simulaciones, los investigadores pudieron encontrar evidencia de que ya existen tres grupos protogalácticos y una estructura está alterada. Además, pudieron identificar otras cinco estructuras que se forman constantemente en sus simulaciones. Esto incluye el protosupercúmulo Hyperion, el protosupercúmulo más grande y antiguo conocido en la actualidad que tiene 5.000 veces la masa de nuestra Vía Láctea, y que los investigadores han descubierto que colapsará en grandes filamentos de 300 millones de años luz de diámetro.

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Su trabajo ya se está aplicando a otros proyectos, incluidos los relacionados con el estudio del entorno cósmico de las galaxias y las líneas de absorción de cuásares distantes, por nombrar algunos.

Los detalles de sus estudios han sido publicados en astronomía natural El 2 de junio.

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