¿Qué pasaría si creáramos una simulación del Big Bang en una súper computadora?

Como puede imaginar, recrear todo el universo en una computadora es un desafío, principalmente debido a la gran variedad de escalas en las que ocurren los procesos relevantes. Los astrónomos necesitan simular una parte del universo que tiene unos 330 millones de años luz de diámetro, lo suficientemente grande como para contener todos los elementos importantes, pero no tan grande como para bloquear su supercomputadora.

Un equipo del MIT creó una simulación llamada Illustris que puede manejar todos los elementos en el lapso de 330 millones de años luz, incluyendo cosas como estrellas, galaxias y agujeros negros. Este nuevo modelo trazó la evolución de la materia oscura, la energía oscura, el gas y el polvo a partir de unos 12 millones de años después del Big Bang.

Esta simulación alucinante lo lleva a través de 13 mil millones de años de historia cósmica, modelando los procesos violentos y dinámicos que crearon la estructura a gran escala de nuestro universo.

Illustris necesitaba modelar las características de muchos elementos diferentes, incluyendo: la vida y la muerte de las estrellas; la dinámica del calentamiento, expansión y enfriamiento de gas y polvo; la creación de nuevos elementos a través de la fusión; y la acumulación de materia en agujeros negros supermasivos. Los detalles de casi todos estos procesos no se conocen con gran precisión, lo que hace que sea notable que la simulación terminó con un universo modelo que se parece muchísimo al nuestro.

Alrededor de 8.500 millones de años después del Big Bang, la simulación cambia para mostrar la distribución de estos elementos pesados ​​(vistos como globos de color rosa y púrpura), componentes importantes en la formación de nuestro planeta y la vida en la Tierra.

Sin embargo, es casi imposible para nosotros simular detalles más complejos como el nacimiento y la evolución de la vida debido a la gran cantidad de potencia informática requerida. Además, la aparición de la vida en la Tierra fue un incidente muy afortunado con una probabilidad extremadamente baja, y por lo tanto no hay garantía de que suceda en nuestra simulación con seguridad.

Aquí está el video de la simulación: https: //dp8hsntg6do36.cloudfront…

Fuente: Supercomputadoras simulan el universo con detalles sin precedentes

Oooh, esto es lo que hago para vivir!

No simulo el Big Bang en sí (después de todo, ¿cómo sabríamos cuáles son las condiciones iniciales?), Sino la evolución desde el Big Bang.

Ejecuto simulaciones de supercomputadoras que son extremadamente sofisticadas, incluida una gran cantidad de física desde GR hasta la nucleosíntesis, y literalmente trato de reproducir el Universo tal como lo vemos hoy.

Dos problemas principales son:

  • En realidad no entendemos toda la física. Claro que conocemos las cosas fundamentales, pero a menos que simulemos el Universo usando partículas fundamentales, no entendemos los comportamientos agregados con suficiente detalle para saber cómo modelarlos en una computadora;
  • No tenemos computadoras lo suficientemente grandes. Digamos que queríamos simular el Universo, aproximadamente 3 Gpc de ancho, y resolver estrellas que se forman en escalas de menos de una PC. Necesitamos hacer esto en 3-D, así que esto requiere hacer una cuadrícula que tenga más de mil millones de elementos, ¡en cada dirección! Entonces eso es como 10 ^ 27 elementos. No hay una computadora en el mundo que se acerque remotamente a siquiera poder almacenar, y mucho menos procesar, esta cantidad de datos. ¡Y todavía no estamos resolviendo los detalles de formar algo como el Sistema Solar que ocurre en mucho menos que una PC!

Por lo tanto, tratamos de conformarnos con lo que podemos calcular y lo que sabemos, y comparando con los datos podemos ver cómo fallan nuestros modelos y, por lo tanto, tratar de mejorarlos de forma iterativa.

Gracias a la Ley de Moore, este es uno de los campos de más rápido crecimiento en astro. Un buen conjunto de simulaciones recientes es el Proyecto Illustris, que tiene muchas buenas películas y explicaciones.

Esto se hace todo el tiempo para comprender la formación y evolución de las galaxias y cómo las galaxias se agrupan, y para ayudar a determinar la naturaleza de la energía oscura y el modelo cosmológico correcto.

Proyecto de simulación del milenio

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