Un equipo de astrónomos ha creado la mayor simulación hasta la fecha de los dos primeros miles de millones de años del universo, la época en la que las primeras galaxias encendieron sus luces y despejaron una niebla cósmica. Se llama Lumina, ha funcionado en Frontier, uno de los superordenadores más potentes del mundo, y se presenta en un artículo publicado el 26 de octubre en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Por qué importa: el telescopio espacial James Webb está enviando imágenes de galaxias de aquella época con un detalle asombroso, y telescopios de gran campo como el Nancy Grace Roman de la NASA las cartografían a una escala mucho mayor. Una simulación tan grande les da a los astrónomos un «universo de control» con el que comparar esas imágenes y comprobar si nuestras ideas sobre cómo nacieron las galaxias se sostienen de verdad.
Cuando el universo despejó su niebla
Unos pocos cientos de miles de años después del Big Bang, el universo se había enfriado hasta convertirse en un mar oscuro de hidrógeno y helio neutros. Cuando se encendieron las primeras estrellas, galaxias y agujeros negros hambrientos, su intensa luz ultravioleta empezó a arrancar electrones a los átomos de su alrededor y el gas se fue volviendo transparente, burbuja a burbuja. Los astrónomos lo llaman «reionización». Imagina una mañana de niebla cuando sale el sol: aparecen claros, crecen y al final se unen.
El hidrógeno se despejó primero. El helio se aferra con mucha más fuerza a su último electrón, así que necesitó una luz aún más energética, sobre todo la de los cuásares (agujeros negros muy brillantes que devoran materia), y se despejó más tarde. Lumina es la primera simulación que sigue esa limpieza del helio y deja que sus efectos influyan al instante en el universo que va creciendo, según el Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian.
¿Cómo de grande es «la más grande»?
Las cifras marean un poco, así que aquí van a escala humana:
- La caja: un cubo de espacio de unos mil quinientos millones de años luz de lado.
- Las piezas: 2 × 6.000³ elementos de resolución, es decir, unos 432.000 millones de pequeñas porciones de gas y materia oscura, cada una seguida mientras se mueve, se calienta y se ilumina, según el artículo.
- El volumen: más de 100 veces mayor que el de simulaciones anteriores de este tipo, según el Centro de Astrofísica.
- La máquina: Frontier, en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (Estados Unidos), con más de 15.000 procesadores gráficos, alrededor de una quinta parte de todo el superordenador.
Los procesadores gráficos (GPU) son la misma familia de chips que dibuja los videojuegos y entrena los modelos de IA. El equipo reescribió la parte del código que sigue la luz para que funcionara en ellos, y en Frontier esa parte se volvió unas 20 veces más rápida que la versión anterior pensada para procesadores normales, según el artículo.
Lo que muestra Lumina
En la simulación, la reionización del hidrógeno llega bastante tarde y la impulsa sobre todo la luz de las estrellas: la región típica queda totalmente despejada hacia un desplazamiento al rojo de 5,2, aproximadamente mil millones de años después del Big Bang, y algunas zonas neutras rebeldes aguantan un poco más. La segunda limpieza del helio la alimentan los agujeros negros en crecimiento y está casi terminada unos dos mil millones de años después del Big Bang.
Lo importante es que este universo virtual supera algunas pruebas del mundo real. Su «nubosidad» global, medida a través del débil resplandor que dejó el Big Bang, coincide muy bien con las mediciones del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea, y la historia de temperaturas del gas entre galaxias encaja a grandes rasgos con las observaciones, escriben los autores.
«Con el JWST, el universo primitivo se ha convertido en una nueva frontera apasionante de la astrofísica», afirma el autor principal, Oliver Zier, del Centro de Astrofísica. Su coautor Aaron Smith, de la Universidad de Texas en Dallas, añade que por primera vez el equipo puede seguir al hidrógeno y al helio mientras adoptan su forma actual.
Qué viene ahora
Como la caja es tan grande, contiene objetos raros que las simulaciones más pequeñas se pierden, como cuásares brillantes poco comunes y las burbujas despejadas más enormes. El equipo quiere usar Lumina para estudiar cómo fluye el gas entre galaxias, cómo la radiación sobrante del Big Bang moldeó lo que vino después y cómo se formaron las regiones de nacimiento intenso de estrellas. Otros estudios ya la usan para analizar los primeros agujeros negros y el gas entre galaxias. Cada nueva imagen del Webb puede compararse ahora con un universo construido a partir de las leyes de la física, porción de gas a porción de gas.
Sigue leyendo
- El Webb pilla una posible supernova a los días de estallar
- Descubren la primera estrella verde: una enana blanca
- ¿Qué son los TOPS de IA? El número de los portátiles, explicado
Lo mejor de la semana en tecnología, gratis
Un email a la semana con las noticias que importan, explicadas fácil. Sin spam.
Fuentes
- Introducing the Lumina project: large-volume radiation-hydrodynamic simulations of the epochs of hydrogen and helium reionization – Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Zier, Smith et al.), 26 de octubre de 2026; versión abierta: arXiv:2605.15310
- Lumina simulation brings the early universe to life on a record-breaking scale – Phys.org (Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian), 25 de octubre de 2026
