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Domingo, 12 de agosto de 2007
Gracias a incorporar la f?sica de los agujeros negros en un modelo altamente sofisticado ejecutado en un poderoso sistema de supercomputaci?n, un equipo internacional de cient?ficos ha producido una inaudita simulaci?n de la evoluci?n c?smica que verifica los conocimientos actuales sobre las relaciones entre los agujeros negros y las galaxias en que estos residen, y que adem?s profundiza en la cuesti?n.

Llamada BHCosmo, la simulaci?n demuestra que los agujeros negros son esenciales para la estructura del cosmos, y puede ayudar a guiar a los usuarios de futuros telescopios avanzados, mostr?ndoles qu? deben mirar cuando intentan localizar los eventos c?smicos m?s arcaicos y desenredar la historia del universo.

El equipo de investigaci?n est? dirigido por la Universidad Carnegie Mellon e incluye a cient?ficos del Instituto Max Planck para la Astrof?sica en Alemania, y del Centro para la Astrof?sica (CfA), gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano.

?sta es la primera simulaci?n que incorpora la f?sica de los agujeros negros. Fue todo un desaf?o desde el punto de vista inform?tico, involucr? m?s c?lculos que cualquier modelaci?n similar anterior del cosmos, y su resultado es la mejor representaci?n lograda hasta ahora de c?mo ha evolucionado el cosmos.

Tiziana Di Matteo, cosm?loga de la Universidad Carnegie Mellon, y sus colaboradores, realizaron la simulaci?n utilizando el sistema Cray XT3 del Centro de Supercomputaci?n de Pittsburgh.

Las observaciones experimentales revelan que los agujeros negros son importantes reguladores de la formaci?n de las galaxias y, finalmente, del tejido actual del universo. No obstante, las simulaciones anteriores no los tuvieron en cuenta porque la demanda de potencia inform?tica resultaba prohibitiva.

Incluir los agujeros negros en las simulaciones es cr?tico. Las galaxias que hoy vemos presentan este aspecto debido a la f?sica de los agujeros negros. Los cient?ficos deben hacer simulaciones para averiguar el papel que los agujeros negros han desempe?ado en la formaci?n de las estructuras, tanto del universo temprano como del actual.

Los mayores agujeros negros, a los que se califica de supermasivos, se encuentran en el centro de cada galaxia. Pueden surgir inicialmente cuando las primeras estrellas se colapsan bajo los efectos de su propia gravedad. Rodeados por un gas denso en sus ubicaciones centrales, consumen el material circundante, tanto el gas como las estrellas, y crecen con rapidez hasta volverse monstruosos, alcanzando algunos mil millones de veces la masa de nuestro Sol. Pero la evidencia sugiere que los agujeros negros supermasivos se autorregulan, no "comen" sin l?mite, y por ello nunca se tragan una galaxia completa, seg?n Di Matteo.

Su simulaci?n c?smica cubri? m?ltiples escalas de tiempo y espacio, hasta 100 millones de a?os-luz. Habr?a resultado imposible de ejecutar sin una potente supercomputadora.

Di Matteo prepar? las condiciones iniciales de la simulaci?n para reflejar la radiaci?n detectada del fondo c?smico de microondas, producto del nacimiento del universo. Entonces sembr? la simulaci?n con unos 250 millones de part?culas que representaron la materia corriente que puede medirse. Para la simulaci?n, Di Matteo utiliz? esferas fluidas que representaban acumulaciones de materia tales como masas de gas. Este paso era esencial para que los investigadores pudieran calcular todas las fuerzas f?sicas en esas concentraciones. Tambi?n trabaj? con la gravedad ejercida por la materia oscura, la que no puede ser observada, y que constituye el 90 por ciento del universo. Adicionalmente, sus c?lculos tomaron en cuenta las fuerzas asociadas con varios otros fen?menos c?smicos.
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