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Uchuu, la más inmensa y fascinante simulación del universo que está accesible para el público

Mientras trabajaba en la simulación, el equipo de investigadores consumió 20 millones de horas en supercomputadora y se generaron casi 900 millones de imágenes. Se buscará, de igual modo, comprender mejor a la materia oscura.

La distribución de la materia oscura en una instantánea de Uchuu. Foto: Tomoaki Ishiyama
La distribución de la materia oscura en una instantánea de Uchuu. Foto: Tomoaki Ishiyama
Agencia  Europa Press

Un equipo internacional de investigadores ha generado la simulación más grande y realista del universo hasta la fecha, y la ha puesto a disposición de todo el mundo de forma gratuita en la nube. La investigación ha sido publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Uchuu, que significa “espacio exterior” en japonés, consta de 2,1 billones de partículas en un cubo computacional sin precedentes de 9.630 millones de años luz de lado.

En comparación, eso es aproximadamente tres cuartos de la distancia entre la Tierra y las galaxias observadas más distantes. Uchuu nos permitirá estudiar la evolución del universo a un nivel tanto de tamaño como de detalle inconcebible hasta ahora.

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Uchuu se centra en la estructura a gran escala del universo: halos misteriosos de materia oscura que controlan no solo la formación de galaxias, sino también el destino de todo lo conocido.

La escala de estas estructuras varía desde los cúmulos de galaxias más grandes hasta las galaxias más pequeñas. Las estrellas y los planetas individuales no están resueltos.

Pero una forma en que Uchuu gana en grande en comparación con otros mundos virtuales es el dominio del tiempo, pues simula la evolución de la materia durante casi todos los 13.800 millones de años de historia del universo desde el Big Bang hasta el presente.

Julia F. Ereza, estudiante del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) que usa Uchuu para estudiar la estructura a gran escala del universo, explica en un comunicado la importancia del nuevo entorno virtual: “Uchuu es como una máquina del tiempo: podemos avanzar, retroceder y detenernos en el tiempo, podemos acercarnos a una sola galaxia o alejarnos para visualizar un cúmulo completo, podemos ver lo que realmente está sucediendo en cada instante y en cada lugar del universo desde sus primeros días hasta el presente, siendo una herramienta esencial para estudiar el cosmos”.

Un equipo internacional de investigadores de Japón, España, EE. UU., Argentina, Australia, Chile, Francia e Italia creó Uchuu utilizando ATERUI II, la supercomputadora más poderosa del mundo dedicada a la astronomía. Incluso con todo este poder, se tardó un año producir el cubo computacional.

Tomoaki Ishiyama, profesor asociado de la Universidad de Chiba que desarrolló el código utilizado para generar Uchuu, comenta: “Para producir Uchuu hemos utilizado los 40.200 procesadores (núcleos de CPU) disponibles exclusivamente durante 48 horas al mes. Se consumieron veinte millones de horas de supercomputadora y se generaron 3 Petabytes de datos, el equivalente a 894 784 853 imágenes de un teléfono celular de 12 megapíxeles “.

El equipo de investigación utilizó técnicas computacionales de alto rendimiento para comprimir la información sobre la formación y evolución de los halos de materia oscura en la simulación de Uchuu, en un catálogo de 100 terabytes.

Este catálogo ya está disponible para todos en la nube en un formato fácil de usar gracias a la infraestructura computacional skun6 ubicada en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), el grupo RedIRIS y el Centro Gallego de Supercomputación (CESGA). Las futuras publicaciones de datos incluirán catálogos de galaxias virtuales y mapas de lentes gravitacionales.

Los productos de ciencia de Big Data de Uchuu ayudarán a los astrónomos a aprender a interpretar los estudios de galaxias, que se esperan en los próximos años a partir de instalaciones como el Telescopio Subaru y la misión espacial Euclid de la ESA.