Programando estrellas y planetas

Por Pedro Poblete, alumno de postgrado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria y del Instituto de Astrofísica de la Universidad Católica.

Todos en la escuela, en algún momento, tuvimos que hacer un modelo de la célula, del ADN, del Sistema Solar con esferas de plumavit o de una molécula de agua usando plasticina. Estos trabajos que nos resultan tediosos, y para los que la mayoría de las veces contamos con la ayuda de nuestros padres, tienen como objetivo aterrizar conceptos que involucran escalas de tamaño muy grandes o muy pequeñas, difíciles de imaginar.

Todo esto tiene un objetivo: ver “realmente” como son las cosas. Así, por ejemplo, aprendemos que en el centro del Sistema Solar está el Sol y que los planetas orbitan en torno a él en un orden específico. Sin embargo, uno de los aspectos cruciales que se necesita saber en ciencia es cómo evolucionó y evolucionará un sistema, para así comprender la historia completa.

La astronomía es una de las pocas ciencias en la que la experimentación en un laboratorio no es factible, ¡no podemos formar un planeta ni menos un Sol en un ambiente cerrado! En su defecto, y gracias a los avances tecnológicos, es posible crear estrellas y planetas en un computador. Si bien aún nos limita la tecnología ya que no es plausible incorporar toda la física en un único programa que responda a todas nuestras interrogantes, podemos hacer que una computadora pueda procesar ciertos aspectos de la física que queremos observar por separado. ¡La tecnología, siempre al servicio de la ciencia!

Un notebook, como el que se compra en cualquier tienda, es bastante poderoso si hablamos de su capacidad de procesamiento o la cantidad de operaciones que puede hacer en un determinado tiempo, en comparación a los antiguos computadores. Pero la mayoría de las simulaciones que se hacen en astrofísica requieren súper computadoras, o, de lo contrario, habría que esperar años o décadas para tener resultados. Lo que las hace súper (a parte del hecho de que ocupan varias oficinas para su instalación) es su alta capacidad de procesamiento y la capacidad de realizar acciones en paralelo. Estos costosos aparatos son los responsables de que los astrónomos podamos estudiar la evolución de sistemas planetarios, de nuestra galaxia o, incluso, del Universo.

Sin duda alguna, la computación es una herramienta indispensable en la astronomía y en ciencias en general, pero por sí sola no es suficiente. Detrás de todo gran avance científico que involucra a una simulación computacional, hay un gran equipo de astrónomos, astrofísicos, ingenieros, entre otros profesionales. Estas personas son quienes llevan las leyes de la física a un lenguaje de computación para que las computadoras sean capaces de hacer los cálculos, cuál laboratorio, para que luego estos mismos científicos los lean e interpreten,  proporcionando pistas a otros científicos que observan el cielo para confirmar o refutar las predicciones hechas por las simulaciones computacionales.

Veamos un ejemplo. En la Pontificia Universidad Católica de Chile, lugar donde trabajo, se encuentra uno de los súper computadores chilenos llamando Geryon (como el monstruo de la mitología griega). Utilizándolo, es posible hacer simulaciones de discos protoplanetarios o discos de gas y polvo, con una o dos estrellas centrales (sistema binario), en donde se produce la génesis de los planetas, como la Tierra. En este tipo de simulaciones trabajo pero Geryon es muy versátil, ya que permite realizar todo tipo de simulaciones como, por ejemplo, simulaciones de cómo se distribuyen las galaxias en el Universo.

Con todo esto, es posible aterrizar los fenómenos que yacen a decenas y millones de años luz de distancia, trayendo a esos distantes objetos a unos centímetros de distancia, tal como la que separa nuestros ojos del monitor. Verlos, estudiarlos y analizarlos tomando un café ¿No les parece algo asombroso?

La imagen que ilustra esta nota corresponde a un resultado de una simulación realizada por el grupo en el que trabaja Pedro Poblete. 

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