Los científicos crean millones de universos virtuales para comprender la historia cósmica

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Observar el universo a través de telescopios puede proporcionar algunas pistas sobre cómo galaxias surgió, pero mirar millones de universos virtuales en una supercomputadora les dio a los científicos más información sobre la formación de galaxias y el papel que juega la materia oscura en ellas.

Un equipo de científicos de la Universidad de Arizona generó millones de simulaciones de universo, cada una siguiendo una teoría diferente de la formación de galaxias. Cada universo simulado contenía 12 millones de galaxias que se formaron entre 400 millones de años después del Big Bang y el día de hoy.

"Recopilamos 20 años de observaciones astronómicas", dijo a Space.com Peter Behroozi, profesor asistente del Departamento de Astronomía de la Universidad de Arizona, quien dirigió el estudio. "Eso nos dio mucha información sobre el universo: cuántas galaxias hay, qué tan rápido parecen estar creciendo y muchas de ellas están juntas en una parte del cielo o están distribuidas al azar".

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Los resultados de las "máquinas del universo virtual" revelaron algo sorprendente sobre formación estelar. Los científicos creían comúnmente que la formación de estrellas era menos eficiente en el universo temprano, con la energía emitida por agujeros negros y explosiones de supernova se pensó para sofocar el nacimiento de nuevas estrellas en las galaxias.

Sin embargo, el estudio reciente mostró que la formación de estrellas puede haber sido más eficiente en el universo temprano, lo que sugiere que los agujeros negros y las estrellas moribundas juegan un papel más pequeño en la prevención de la formación de estrellas.

"Todas las simulaciones anteriores parecían indicar que las galaxias no forman estrellas tan fácilmente en el universo primitivo", dijo Behroozi. "Pero encontramos lo contrario, esa formación estelar fue más eficiente a medida que retrocedimos en la historia temprana del universo".

En el universo joven, el agujeros negros supermasivos encontrado en el centro de la mayoría de las galaxias emitió grandes cantidades de energía al alimentarse de la materia circundante. Esto evitó que el gas se enfriara y colapsase en los densos bolsillos que dan origen a las estrellas. Además, la radiación emitida por las explosiones de supernova de las estrellas moribundas evitaría que el gas se enfríe, como lo haría materia oscura, que era más denso en la historia cósmica temprana y mantendría el gas a altas temperaturas.

Para probar esta teoría, los investigadores crearon universos simulados donde las galaxias seguían produciendo estrellas. En otros universos simulados, aquellos en los que las galaxias dejaron de producir estrellas desde el principio, las galaxias tenían un color diferente al que vemos en el cielo.

"Cuando la galaxia deja de formar estrellas … el color de la galaxia cambiará de azul a rojo", Dijo Behroozi. Esto se debe a que tales galaxias contendrán menos estrellas azules luminosas, que generalmente se extinguirán antes, pero tendrán más estrellas rojas envejecidas.

"Si las galaxias se comportaran como pensábamos y dejaran de formar estrellas antes, nuestro universo real estaría mal coloreado", agregó Behroozi.

Behroozi y su equipo dijeron que planean usar la máquina del universo virtual, que tomó una década para crear, para ver cómo evolucionaron las formas de las galaxias con el tiempo.

El estudio fue publicado el 9 de agosto en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society diario.

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ARTICULO ORIGINAL SPACE.COM

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