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Con el objetivo de actualizar los métodos numéricos que se utilizan actualmente en cosmología, el 24, 25 y 26 de septiembre, se llevó a cabo el taller de cosmología organizado por investigadores mexicanos como Axel de la Macorra (IFUNAM) Mario Rodríguez (ININ), Luis Ureña (Universidad de Guanajuato) y Luis Rodríguez.

Este evento se dirigió a estudiantes e investigadores con sesiones prácticas y teóricas. En las primeras se mostró a los asistentes cómo instalar diferentes programas computacionales (como CosmoMC), mientras que en la segunda parte se presentaron temas como: picos acústicos bariónicos –una escala característica que surgió en los inicios del Universo cuando las ondas sonoras se propagaron en un fluido de partículas subatómicas (bariones)-, radiación de fondo cósmica y problemas de red spaceship distortion (distorsiones que aparecen como errores dispersados en los datos y se pueden modelar dentro de la cosmología).

“Se pretende que la comunidad cosmológica mexicana tenga las últimas versiones de los programas computacionales para poder comparar modelos teóricos con experimentales”, dijo Axel de la Macorra a Noticias IFUNAM.

Durante los últimos años, la cosmología ha sido un campo de mucho movimiento, actualmente hay nuevos programas que permiten su desarrollo, estos llegan a tardar en ejecutarse hasta 4 o 5 días en clústers (ordenadores de alto rendimiento).

Este taller es previo al que se llevará a cabo del 14 al 17 de octubre en el IFUNAM, donde un experto del CERN que trabaja también en el satélite Planck asisitirá al evento para trabajar con métodos numéricos relacionados a cosmología.

Remanentes del Big Bang

Entre las pláticas, Luis Ureña habló de la importancia de la ecuación de Boltzmann en la CMB (Cosmic Microwave Background) que en cosmología es la radiación térmica remanente del "Big Bang". Y mostró la manera de resolver dicha ecuación tomando en cuenta perturbaciones en la temperatura. También abordó sobre cómo se infiere información estadística haciendo una sola medición pues sólo hay una esfera celeste.

En palabras de Ureña, “lo que uno observa en el cielo, eso es real y debe cumplirse para todo tipo de modelo, pero si uno trata de inferir que fue lo que pasó antes, debe tener uno mucho cuidado porque esa inferencia es modelo dependiente”.

Como hay una sola esfera celeste, se pueden medir los coeficientes de expansión varias veces y tomar esto como si se realizaran varios experimentos en diferentes esferas celestes. Entonces se puede imaginar que hay una distribución gaussiana para cada coeficiente. “El problema es equivalente y lo mencionan varios libros […] a lanzar una moneda”, dijo.

En el caso de la moneda, se sabe que hay un 50% de posibilidades de que caiga sol y 50% para águila. La manera de corroborarlo es “o lo hacen muchas veces o se imaginan que lo hacen muchas veces y entonces aquí está la clave, nos vamos a imaginar repeticiones sobre diferentes estelas celestes, y al final vamos a cubrir todo el espectro de mediciones”.

Además de esto, Luis Ureña habló de campos ergódicos (que se basan en la existencia de un ensamble de universos en los cuales se pueden medir perturbaciones) pues él considera que es importante para entender la radiación de fondo y su interacción con cualquier otro campo del Universo.

Sobre materia y energía oscuras…

De la Macorra también participó en el taller como ponente para hablar de las evidencias de la existencia de la materia oscura (MO), partículas masivas que interactúan débilmente con la Tierra. Existen “candidatos” a ser denominados partículas de MO, como las supersimétricas como el neutralino (partícula muy ligera proveniente de una mezcla del fotón, bosón Z y el bosón de Higgs) y el axión (partícula que posee propiedades simétricas de partícula y antipartícula, como si se reflejase en un espejo).

En su charla, De la Macorra aclaró que las curvaturas de luz, las galaxias, el apantallamiento gravitatorio débil y fuerte o la formación de estructuras, son evidencias directas de la existencia de la materia oscura, pero, ¿cómo?

De acuerdo con el trabajo publicado en la Revista Mexicana de Ciencias, “El Cosmos: Energía Oscura y Materia Oscura”, las estrellas, galaxias, planetas y demás cuerpos celestes sólo representan el 5% de la materia existente en el Universo.

El 27% es lo que se conoce como materia oscura, cuyo movimiento que puede ser modificado por la masa gravitacional. De alguna forma, el comportamiento de la materia visible puede hacernos ver el de la materia no visible. El resto, más del 68%, es lo que se conoce como energía oscura.

La energía oscura (EO) tiene propiedades de gran fuerza repulsiva o antigravitacional, cuyas partículas interactúan gravitacionalmente consigo mismas, también existe la posibilidad es que sea una densidad que puede encontrarse en todo el Universo, lo que probaría la constante cosmológica (CC) de Einstein (la cual intentaba demostrar que el Universo es estático constante e isotrópico -con las mismas propiedades por donde se observe-), sólo que de una forma ligeramente distinta.

Para probar esto, se buscan galaxias a partir de la idea base de que tienen una distancia constante, “esto no quita que a otras distancias no haya galaxias, pero es ‘menos probable’[…]. A una escala de 150 Mega pársecs (1 Mpc es igual a 3,26 millones de años luz) es posible, determinando el ángulo y el volumen, relacionar la distancia entre cada objeto celeste, si se tienen pocas galaxias, el ‘shot noise’ (la cantidad de ruido) se amplía y se puede ver la correlación y los patrones de distribución”, que demostrarían que la energía oscura tiene una influencia que mantiene estas distancias constantes a pesar de no ser visible, expuso De la Macorra.

Trabajo colectivo

De acuerdo con Axel de la Macorra, el taller fue un éxito pues los asistentes querían estar más tiempo, “si no se hubieran cerrado las puertas se hubieran quedado ahí sobre todo porque estaban muy interesados”, dijo el científico.

“Este tipo de talleres son muy fructíferos para generar ambiente de trabajo en el mismo tema, permite resolver de una manera muy rápida los problemas porque tienes una comunidad de 40, 50 personas en donde habrá uno que sí tenga la respuesta en donde otros no la tengan, entonces permite un avance muy rápido”, dijo el investigador.