La cosmología suele avanzar mirando hacia el cielo. Telescopios más grandes, sensores más sensibles y observatorios capaces de captar luz extremadamente lejana permiten reconstruir fragmentos del pasado del universo. Pero observar no siempre basta para comprender. Por eso, un grupo internacional de científicos decidió intentar lo contrario: construir el universo desde cero dentro de una máquina.
El proyecto se apoya en Frontier, la supercomputadora instalada en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, en Estados Unidos. En su puesta en marcha fue la más rápida del mundo y aún hoy se mantiene entre las más potentes jamás desarrolladas. Su capacidad de cálculo permitió simular un volumen cósmico de más de 31 mil millones de megaparsecs cúbicos, una fracción enorme del universo observable.
No es una recreación visual ni una animación científica. Es un modelo físico que evoluciona según ecuaciones reales y reproduce la dinámica del cosmos paso a paso.
La simulación, bautizada ExaSky, fue diseñada para estudiar cómo interactúan los componentes visibles e invisibles del universo. En el centro del problema aparece la materia oscura, una sustancia que no emite luz ni puede detectarse de forma directa, pero cuya gravedad determina la arquitectura cósmica.
Aunque invisible, la materia oscura actúa como una estructura de soporte. Allí donde se concentra, el gas se acumula, nacen estrellas y se forman galaxias. Comprender su comportamiento resulta esencial para explicar por qué el universo adoptó la forma que observamos hoy.
ExaSky va más allá de los modelos clásicos al incorporar hidrodinámica cosmológica. Esto permite simular no solo la gravedad, sino también el movimiento del gas caliente, la formación estelar, la evolución galáctica y la influencia de agujeros negros supermasivos a lo largo de miles de millones de años simulados.
Cada región del universo digital evoluciona de forma autónoma según sus condiciones iniciales, generando cúmulos, vacíos y filamentos que reproducen con notable fidelidad la llamada red cósmica.
Según explicó Salman Habib, físico del Laboratorio Nacional Argonne y coordinador del proyecto, el principal límite para este tipo de experimentos no era teórico, sino computacional. Ejecutar todas las variables físicas necesarias en volúmenes tan grandes exigía una potencia de cálculo fuera del alcance de los sistemas tradicionales.
Frontier permitió superar esa barrera mediante millones de operaciones paralelas, haciendo posible una simulación que hasta hace poco pertenecía al terreno de lo hipotético.
Uno de los objetivos centrales del proyecto es acompañar a la nueva generación de telescopios. Instrumentos como el Observatorio Vera C. Rubin, en Chile, producirán mapas del cielo con una precisión sin precedentes. Interpretar esa avalancha de datos requiere modelos cosmológicos capaces de ofrecer un marco teórico sólido.
La simulación funciona como un laboratorio virtual. Los astrónomos comparan las observaciones reales con el comportamiento del universo simulado. Cuando ambos coinciden, las teorías ganan fuerza. Cuando divergen, surge la oportunidad de revisar los modelos actuales.
El equipo ya compartió visualizaciones que muestran cómo las galaxias se agrupan en cúmulos masivos dentro de regiones de cientos de miles de megaparsecs cúbicos. Incluso esas pequeñas fracciones exhiben filamentos de materia oscura extendiéndose como autopistas invisibles a escala cósmica.
Más allá del impacto tecnológico, ExaSky ofrece una nueva forma de abordar preguntas fundamentales: cómo surgieron las primeras galaxias, qué papel cumple la materia oscura y por qué el universo evolucionó de la manera en que lo hizo.
Por primera vez, el cosmos no solo se observa. También se ejecuta.
