Es la mejor maqueta del universo jamás realizada. Una impresionante simulación por computadora que da cuenta del origen, distribución y evolución de millones y millones de galaxias virtuales, contenidas en un volumen imaginario de espacio verdaderamente aterrador. La extraordinaria hazaña científico-tecnológica es el resultado del trabajo de un grupo internacional de astrofísicos, sumado a la bestial capacidad de procesamiento de datos de las computadoras más poderosas de la Tierra. Más allá de sus primeros resultados, esta fabulosa herramienta permitirá cotejar las grandes teorías cosmológicas de la actualidad.

Los números quitan el aliento: un cubo de 2 mil millones de años luz de lado. Un volumen de espacio de 8 mil cuatrillones de años luz cúbicos. Y en su interior, un desparramo de más 10.000 millones de “partículas” (cada una representando millones de masas solares), emulando las posiciones, velocidades y propiedades físicoquímicas de 20 millones de galaxias, cantidades abrumadoras de materia oscura y, claro, la tan de moda y misteriosa “energía oscura”. Todo imaginado por el cerebro de varias supercomputadoras, cargadas con la friolera de 25 terabytes de datos (25 millones de megabytes): ésa es la escala de la simulación del milenio, un boceto macrocósmico creado por el “Consorcio Virgo”, una alianza científica internacional encabezada por investigadores del Instituto de Astrofísica Max Planck, Alemania.

Ahora bien, ¿para qué crear semejante monstruo virtual? El objetivo es claro, tentador y desafiante: simular la evolución del universo desde su primera infancia, unos 10 millones de años después del Big Bang. Y desde allí, delinear hasta el presente su expansión, y el origen y evolución de las galaxias, los cúmulos galácticos, los cuásares y sus respectivos superagujeros negros. De hecho, las velocísimas computadoras del “Consorcio Virgo” demoraron cinco semanas en digerir toda la información.

Sin dudas, el principal atractivo de esta simulación es poder cotejar un universo virtual, modelado a partir de las teorías astronómicas y cosmológicas actuales, con los grandes sondeos observacionales de los últimos años. Y una de las primeras cosas que saltan a la vista al contemplar este simulacro del cosmos son los intrincados filamentos que lo atraviesan, a modo de tejido: son, precisamente, las famosas “estructuras filamentosas”, colosales hilos de materia, formados por el encadenamiento de cúmulos y supercúmulos de galaxias. El modelo imita fielmente a la naturaleza. Y hablando de las galaxias, esos grandes ladrillos del universo observable, hay un tema que es crucial para la cosmología: su evolución. ¿Cuáles fueron los procesos que unen a las galaxias primitivas con las actuales? Los grandes telescopios modernos han podido observar galaxias a 13 mil millones de años luz. O lo que es lo mismo, ver galaxias de hace 13 mil millones de años (porque ése es el tiempo que luz ha tardado en llegar) durante el amanecer cósmico. En general, lucen mucho más pequeñas y estructuralmente más modestas que nuestra Vía Láctea, Andrómeda, u otras espectaculares galaxias “modernas”. Mirando aún más atrás en el tiempo, hasta apenas 400 mil años después del Big Bang, los observatorios espaciales (especialmente el WMAP) han detectado que la famosa “radiación cósmica de fondo” lleva impresa –en sus microondas– las huellas de los “grumos” que, en un mar bastante uniforme de materia y radiación, terminaron por convertirse, gravedad mediante, en las “semillas” de las galaxias y los cúmulos galácticos.

Evidentemente, las cosas fueron cambiando, y mucho, con el correr de los miles de millones de años. Y es justamente esa larga y compleja evolución galáctica, de grumos a supercúmulos, la que aparece con toda claridad en la gran simulación, de espacio y tiempo, del “Consorcio Virgo”. “Estas simulaciones han producido imágenes sorprendentes y son todo un hito en nuestro conocimiento acerca de cómo fue tomando forma el universo actual”, dijo el profesor Richard Wade, un científico inglés que, desde el Consejo de Investigación de Astronomía y Física de Partículas del Reino Unido, colaboró con la simulación.

Otro gran tema son los superagujeros negros que son el “motor” de los cuásares, esas salvajes criaturas, altamente luminosas y energéticas, tan típicas del universo juvenil. El Sloan Digital Sky Survey (SDSS), uno de los programas telescópicos más ambiciosos de la actualidad, ha detectado algunas lejanísimas (y antiquísimas) galaxias con núcleos hiperactivos. O en otras palabras, cuásares. Y según parece, la clave del asunto son agujeros negros descomunales (de cientos o miles de millones de masas solares) devorando materia en forma descontrolada. Al arremolinarse alrededor de esas bestias gravitatorias, esos materiales formarían un disco ardiente, a millones de grados de temperaturas. Y de allí, precisamente, provienen las intensas dosis de radiación captadas por los telescopios terrestres (luz visible, Rayos X y hasta Rayos Gamma).

El problema era que las teorías más aceptadas encontraban serias dificultades para explicar la formación de semejantes monstruos en épocas tan tempranas del universo (cuando apenas tenía unos 1000 millones de años). Lo cierto es que la simulación del milenio ha demostrado que, efectivamente, “esos raros superagujeros negros pueden haberse formado en aquel cosmos joven, dominado por la materia oscura y la energía oscura”, explicó el astrofísico alemán Volker Springel, uno de los científicos líderes del proyecto. Y agregó: “En nuestro modelo, encontramos que esos objetos aparecieron lo suficientemente temprano, coincidiendo con lo observado en los cuásares del SDSS”.

Los primeros logros de la simulación del milenio han sido recibidos con gran entusiasmo por la comunidad astronómica del mundo. Y no es para menos, porque se ha logrado el mejor modelo por computación del universo. Un modelo donde las piezas teóricas, experimentales y observacionales encajan bastante bien: “Este es un ejemplo brillante de la interacción entre la teoría y la experimentación en astronomía”, comentó Wade. Todo indica que esta fabulosa herramienta cosmológica recién está mostrando su potencial. Y que a medida que otros investigadores la sigan utilizando, “cargándole” sus propios y nuevos datos teóricos y empíricos, nos acercaremos aún más a la gran meta: comprender, a fondo, los grandes procesos físicos que manejan los hilos del universo.