Un equipo internacional de astrónomos acaba de publicar uno de los conjuntos de datos cosmológicos más grandes jamás creados: más de 2,5 petabytes de información, un volumen equivalente a medio millón de películas en alta definición.
Detrás de esa cifra está el proyecto FLAMINGO, una ambiciosa iniciativa diseñada para construir universos virtuales completos que recrean miles de millones de años de evolución cósmica desde poco después del Big Bang. Y ahora, por primera vez, cualquier investigador del mundo puede acceder a él.
2,5 petabytes para recrear el cosmos desde el Big Bang
El nombre completo del proyecto ya apunta a su alcance: Full-hydro Large-scale structure simulations with All-sky Mapping. FLAMINGO ha generado más de 2,5 petabytes de datos, un volumen que los propios investigadores sitúan entre los mayores conjuntos de simulación cosmológica publicados hasta la fecha.
Las simulaciones arrancan en los primeros instantes tras el Big Bang y avanzan de forma continua. A partir de pequeñas fluctuaciones en la densidad de la materia primordial, el modelo reproduce cómo esas irregularidades se fueron amplificando hasta dar lugar a galaxias, cúmulos y la gran red cósmica que estructura el universo a escala macroscópica.
El objetivo, según Joop Schaye, coautor del estudio e investigador de la Universidad de Leiden, es precisamente ese: «Estas simulaciones nos permiten seguir el crecimiento de la estructura cósmica a través de vastas regiones del espacio, mientras seguimos modelando la compleja física de la formación de galaxias». La escala del proyecto responde a una necesidad concreta: los telescopios modernos capturan el universo con una precisión sin precedentes, y los modelos teóricos deben estar a la altura.
Lo que hace diferente a FLAMINGO: materia oscura, materia ordinaria y energía oscura en un solo modelo
Muchas simulaciones anteriores se centraban en la materia oscura —que constituye la mayor parte de la masa del universo— dejando en segundo plano tanto la materia ordinaria como los efectos de la energía oscura. FLAMINGO integra los tres componentes en un marco autoconsistente, lo que supone un salto cualitativo respecto a enfoques más parciales.
Esta integración permite estudiar cómo interactúan procesos que ocurren a escalas radicalmente distintas. Una misma simulación puede capturar la física turbulenta del gas que forma estrellas en el interior de una galaxia y, al mismo tiempo, trazar la distribución de cúmulos separados por miles de millones de años luz. Ambas escalas se influyen mutuamente, y modelarlas de forma conjunta produce resultados más fieles al universo observado.
El volumen del conjunto de datos también ofrece una ventaja estadística concreta. Los cúmulos de galaxias más masivos, los cuásares más luminosos y otros objetos excepcionales son difíciles de encontrar en simulaciones más pequeñas, porque aparecen con escasa frecuencia. FLAMINGO amplía el espacio de búsqueda y mejora con ello la comprensión de los entornos más extremos del cosmos.
Un laboratorio virtual para la próxima generación de observatorios
Uno de los usos más inmediatos de FLAMINGO será servir como marco teórico de referencia para los grandes sondeos del cielo que están en marcha o llegarán en los próximos años. Cuando esos observatorios produzcan mapas del universo con un detalle sin precedentes, los astrónomos necesitarán modelos sólidos con los que contrastar sus hallazgos.
Las simulaciones permiten comparar modelos rivales sobre la naturaleza de la materia oscura, el comportamiento de la energía oscura y los mecanismos de formación de galaxias. En lugar de esperar a que la observación directa resuelva estas cuestiones —algo que puede llevar décadas—, los investigadores pueden ajustar los supuestos físicos dentro del modelo virtual y comprobar qué predicciones se aproximan más a lo que vemos en el cielo real.
Este papel de laboratorio virtual también sirve para identificar patrones que de otro modo quedarían ocultos entre el ruido de los datos observacionales. FLAMINGO no sustituye al telescopio, pero lo complementa de una forma que hace más eficiente cada hora de observación.
Acceso abierto para acelerar la ciencia global
El equipo ha puesto el conjunto de datos a disposición pública. Es una decisión coherente con la tendencia hacia una astronomía cada vez más colaborativa y basada en recursos compartidos, y significa que cualquier investigador del mundo puede explorar estos universos virtuales sin necesidad de generar la simulación desde cero.
«El acceso abierto a conjuntos de datos de esta escala puede acelerar significativamente el progreso científico», afirmó Matthieu Schaller, coautor del estudio también vinculado a la Universidad de Leiden. «Nuestro objetivo es proporcionar un recurso que apoye una amplia variedad de investigaciones astrofísicas».
El artículo fue enviado a la revista Astronomy & Computing el 28 de abril y está disponible como preprint en arXiv. A medida que los nuevos observatorios acumulen datos y las preguntas sobre la materia oscura y la energía oscura ganen urgencia, simulaciones como FLAMINGO ocuparán un lugar cada vez más central en los esfuerzos por comprender el universo.