Supercomputador simula como o universo se iluminou

No início do universo, tudo era escuro, uma massa de gases opacos. Mas aos poucos, a formação das primeiras estrelas permitiu que a luz começasse a viajar por todo o espectro eletromagnético no período conhecido como reionização cósmica. E agora, pesquisadores conseguiram simular esse período de transformação dramática.

Usando o SuperMUC-NG, um dos maiores supercomputadores do planeta, pesquisadores mostram em detalhes coloridos como as luzes passaram a viajar pelo cosmo. “A maioria dos astrônomos não tem laboratórios para conduzir seus experimentos, e a escala do tempo e do espaço são tão grandes que a única maneira de fazer esses experimentos é por meio de computadores”, afirma Rahul Kannan, do Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian e líder do estudo. “Conseguimos usar equações básicas de física e modelos teóricos para simular o que aconteceu”, diz ele.

O projeto, chamado Thesan, em referência à deusa etrusca do amanhecer, é resultado de uma parceria entre o Centro de Astrofísica de Harvard e do Smithsonian, do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e do Instituto Max Planck de Astrofísica. Os resultados foram publicados no período científico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

O vídeo, de menos de um minuto de duração, mostra o que aconteceu há cerca de 13 bilhões de anos. No período conhecido como Amanhecer Cósmico, entre 50 milhões e 1 bilhão de anos após o Big Bang, o universo começava a se formar – e era a massa de gases opacos que impedia a disseminação da luz. Só mais tarde, quando o universo esfriou o suficiente, prótons e elétrons se recombinaram em átomos de hidrogênio neutros, o que permitiu a passagem da luz. Essa é a época de reinonização retratada na simulação.

Com o novo estudo, astrônomos estão conseguindo entender de forma inédita como o nosso universo começou a se formar. E, em breve, quando o telescópio James Webb estiver funcionando completamente, mais informações sobre os primórdios serão obtidas. “Várias ferramentas que estão entrando em atuação, como o James Webb, foram desenvolvidas para estudar essa época específica”, diz Kannan. “Embora a comunidade científica tenha aprendido muito nos últimos anos, ainda há muita incerteza sobre esse período em que o universo era muito jovem”. Isso está prestes a mudar.

 

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