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Todo el Universo futuro estaba contenido en el Big Bang

La simulación más grande del área más pequeña del Universo ha establecido lo que pasó la primera billonésima parte de un segundo después del Big Bang: se formó una compleja red de estructuras cósmicas que reflejó la actual distribución de las galaxias, así como la formación de las regiones con alta densidad unidas por su gravedad.

Mediante simulaciones por ordenador que permiten describir la época temprana de formación del Universo, científicos de la Universidad de Göttingen, en Alemania, y de la Universidad de Auckland, en Nueva Zelanda, han logrado establecer lo que sucedió durante la primera billonésima parte de un segundo a continuación del Big Bang. Detectaron la formación de estructuras cósmicas que expresan a la perfección la distribución de las galaxias en el Universo actual, entre otros aspectos de importancia.

Según una nota de prensa, el ruido de fondo de las primeras ondas gravitacionales, detectado en la compleja simulación, todavía no ha sido registrado en la Tierra. Tampoco la formación de agujeros negros que surgirían del colapso descontrolado de las primeras estructuras del Universo. Frente a esto, los investigadores creen que el sistema utilizado en el nuevo estudio podría ser útil para predecir la formación de los enigmáticos agujeros negros.

La representación del Universo primario se realizó a través de cúmulos microscópicos del Big Bang: los grupos típicos tienen masas de solo unos pocos gramos y caben en volúmenes mucho más pequeños que las partículas elementales actuales. Los resultados del estudio se han publicado en la revista Physical Review D, y podrían marcar un trascendente avance en cuanto al aprovechamiento de las simulaciones por ordenador para describir la época inicial del Universo.

Detalles del Universo infantil

Para el profesor Jens Niemeyer, director del Grupo de Cosmología Astrofísica de la Universidad de Göttingen y uno de los autores del estudio, «hemos realizado probablemente la simulación más grande del área más diminuta del Universo que se ha llevado a cabo hasta el momento. El espacio físico representado por nuestra simulación encajaría en un solo protón un millón de veces», indicó. De acuerdo a los científicos, las simulaciones permiten calcular predicciones más precisas de las propiedades de las primeras estructuras existentes en el denominado Universo infantil.

Además, aunque las diminutas estructuras detectadas tendrían una vida muy corta, su formación, movimientos e interacciones habrían generado un ruido de fondo de ondas gravitacionales, que podría registrarse en el futuro. Los especialistas también creen que es factible la creación de pequeños agujeros negros primordiales a partir del colapso de estas estructuras. En el mismo orden, pudieron observar el desarrollo de regiones de mayor densidad que se mantienen unidas por su propia gravedad.

Expansión y densidad

Los resultados de la simulación muestran el crecimiento de estructuras pequeñas y extremadamente densas, prácticamente a continuación de la fase de inflación del Universo temprano. Entre el comienzo y el fin de la simulación, el área estudiada se expandió a razón de diez millones de veces su volumen inicial, pero sin embargo sigue siendo mucho más diminuta que el interior de un protón.

Las observaciones coinciden con las teorías que indican que el Universo inicial puede haber pasado por un período prolongado de expansión dominado por estructuras extremadamente densas, inmediatamente después de su inflación y antes del inicio del predominio de la radiación.

En definitiva, la compleja red de estructuras cósmicas observadas en esta representación de los momentos iniciales del cosmos podría aportar una valiosa información a los científicos y permitir desarrollar modelos del Universo primario. Los responsables del nuevo estudio creen incluso que los agujeros negros que se formarían a partir de estas estructuras podrían ser parte de la misteriosa materia oscura del Universo, que continúa intrigando a los expertos.

Referencia

Formation of inflation halos after inflation. Eggemeier B et al. Physical Review D (2021).DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.063525

Foto:

Imágenes de las simulaciones realizadas. Se puede observar el crecimiento de las estructuras y su densidad, aunque igualmente continúan siendo mucho más diminutas que un protón. Crédito: Jens Niemeyer, University of Göttingen.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

6 comentarios

  • ¿Billionesimas de segundo?… cúmulos microscópicos? No está claro el valor del espacio y del tiempo en condiciones de infinita gravedad. Parece que seguimos utilizando los conceptos clásicos, newtoniano, del tiempo universal y euclidiano del espacio.

  • Un motor no funciona si no se activa, en la simulación apretaron una tecla, pero cuál es la tecla que dio inicio a esta sinfonia que intriga? El espacio. La oscurida como vacio pero si no? No sabemos nada por dar por sentado el tiempo no aplica solo el movimiento de esa negrura que se comporta secretamente que de una u otra forma genera como tecla big bam en su interior empujando todo como un saco que quiere ser llenado y expandido como zepelin. He dicho.

  • SÓLAMENTE LOS CIENTÍFICOS QUE CREEN QUE EL TIEMPO EXISTE «NO TIENEN TIEMPO» PARA CREAR TEÓRICAMENTE UN UNIVERSO DE A UNA PARTÍCULA SUBATÓMICA A LA VEZ (los universos planos son más divertidos porque dan más dinero)

    JSWX 2021:04:03

    ( : GRACIAS POR COMPARTIR : )