Cartografiar el universo mediante Inteligencia Artificial

Un equipo de astrónomos ha desarrollado un algoritmo de inteligencia artificial que ayuda a representar en gráficos y a explicar la estructura y la dinámica del universo que nos rodea, con una precisión sin precedentes.

Los científicos usan de manera rutinaria grandes telescopios para explorar diversos sectores del cielo. Para cartografiar el universo, se necesita combinar mapas y estimar las distancias de cientos de miles de galaxias. Obtener un mapa de la estructura a gran escala del universo no garantiza poder entender lo que se ve en él, ya que la distribución de materia que los astrónomos ven es intrigante y difícil de explicar, con galaxias formando una compleja "telaraña cósmica" de cúmulos, con filamentos que los conectan y grandes regiones vacías entre ellos.

La fuerza impulsora de esta compleja estructura es la gravedad. Esta fuerza se proyecta a partir de dos componentes: El mejor conocido es la materia normal, que parece constituir tan sólo el 5 por ciento del universo. Estrellas, planetas y todo lo que nos rodea en la Tierra, incluyendo nuestros propios cuerpos, está hecho de materia normal. El otro componente del "motor" de la gravedad en el universo es la Materia Oscura. Esta singular materia, que por ahora nadie ha visto, constituye, según se cree, el 23 por ciento del universo. Aparte de estas dos formas de materia, un 72 por ciento del cosmos se compone de una misteriosa fuerza, denominada "Energía Oscura" que, a diferencia de la materia, no ejerce una fuerza de atracción gravitacional, sino que se cree que es responsable de acelerar la expansión del universo.

Mediciones del calor residual del Big Bang (la, así llamada, radiación del fondo cósmico de microondas, o CMBR por sus siglas en inglés) que se emitió hace 13.700 millones de años cuando se creó el universo, permiten a los astrónomos determinar el movimiento del Grupo Local, el cúmulo de galaxias que incluye a la Vía Láctea, la galaxia en la que vivimos. Los astrónomos intentan conciliar este movimiento con el predicho por la distribución de la materia que nos rodea en nuestro vecindario cósmico y su fuerza gravitatoria asociada, pero esto se ve limitado por la dificultad de cartografiar la materia oscura en la misma región.

Una sección del universo local. (Foto: Francisco Kitaura, Leibniz Institute for Astrophysics, Potsdam)

Para tratar de resolver este problema, el equipo de Francisco Kitaura del Instituto Leibniz de Astrofísica en Potsdam, Alemania, ha desarrollado un nuevo algoritmo basado en el concepto de la Inteligencia Artificial. Comienza con las fluctuaciones en la densidad del universo vistas en la radiación del fondo cósmico de microondas, y a continuación modela la forma en la que la materia se concentra forjando las galaxias, que evolucionan a lo largo de miles de millones de años.

En lo que se refiere a la distribución de las galaxias y los movimientos de éstas, el universo resultante de esa simulación encaja muy bien con el universo hoy observable.

La creación de este algoritmo es por tanto un prometedor avance. Con su ayuda, es ahora factible confeccionar modelos del universo con una precisión sin precedentes y estudiar a fondo cómo se forjaron las mayores estructuras del cosmos.

Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología

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