Astrónomos del Instituto Leibniz Para Astrofísica han desarrollado un algoritmo de inteligencia artificial que ayudará a cartografiar y explicar la distribución de materia oscura con una exactitud sin precedentes.

Radiación cósmica de fondo (crédito: NASA)

Radiación cósmica de fondo (crédito: NASA)

El algoritmo inicia con las fluctuaciones en la densidad observadas en la radiación cósmica de fondo (CMBR), luego modela la manera en que la materia colapsa para formar las galaxias que hoy vemos en un lapso subsecuente de 13 mil millones de años. El resultado del algoritmo es muy cercano a la distribución que observamos hoy y el movimiento de galaxias.

De acuerdo con Francisco Kitaura, del Instituto Leibniz, “nuestros cálculos más precisos muestran que la dirección del movimiento y 80 por ciento de la velocidad de las galaxias del llamado Grupo Local pueden ser explicados por las fuerzas gravitacionales que ocasiona la materia a una distancia de hasta 370 millones de años luz” .

“En comparación, la Galaxia Andrómeda, el mayor integrante del Grupo Local, está a sólo 2.5 millones años luz de distancia, por lo que vemos la manera en que la distribución de la materia a grandes distanticas afecta a las galaxias mucho más cercanas a la nuestra”.

“Nuestros resultados están igualmente de acuerdo con las predicciones del modelo de Materia Oscura y Fría Lambda (LCDM). Para explicar el 20 por ciento restante de la velocidad, es necesario considerar la influencia de la materia alejada hasta 460 millones de años luz, pero en este momento esa información es menos confiable por la distancia tan grande”.

“A pesar de esta advertencia, nuestro modelo es un gran paso adelante. Con la ayuda de inteligencia artificial, podemos modelar ahora el universo alrededor de nosotros con una exactitud sin procedentes y estudiar la manera en que las grandes estructuras del universo se formaron”.

Los científicos utilizan grandes telescopios para observar el cielo, viendo las coordenadas y estimando las distancias de cientos de miles de galaxias, creando así un mapa en gran escala del universo. Sin embargo, es muy difícil explicar la distribución que observan, con galaxias que forman una compleja “telaraña cósmica” con agrupaciones, filamentos que los conectan y vastas regiones aparentemente vacías entre ellos.

La fuerza que comanda tal distribución es la gravedad. Esta fuerza se origina a partir de dos componentes: 5 por ciento del universo parece estar conformado de materia “normal”, la que forma estrellas, planetas, polvo y gas, que podemos ver, y el 23 por ciento restante está conformado de la invisible materia “oscura”.

Conjuntamente con estas cantidades de materia, se calcula que un 72 por ciento del cosmos está conformado de la muy misteriosa “energía oscura”, que en lugar de ejercer alguna atracción gravitatoria se considera responsable de la aceleración de la expansión que experimenta el universo. Estos tres elementos están descritos en el modelo LCDM del cosmos, el punto de inicio para el trabajo del equipo de investigación Instituto Leibniz Para Astrofísica.

Las mediciones del calor inicial a partir del Gran Estallido o Big Bang -conocida como radiación cósmica de fondo (CMBR) emitida hace 13.7 mil millones de años- permite a los astrónomos determinar el movimiento del Grupo Local, un conjunto de galaxias que incluye nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los astrónomos tratan de reconciliar este movimiento con el que predice la distribución de materia a nuestro alrededor y su fuerza gravitacional asociada, pero es extremadamente difícil por el desconocimiento de la ubicación de la materia oscura en esa región.

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