Las simulaciones por computadora han tenido problemas para capturar el impacto de las elusivas partículas llamadas neutrinos en la formación y crecimiento de la estructura a gran escala del Universo. Pero ahora, un equipo de investigación de Japón ha desarrollado un método que supera este obstáculo.
En un estudio publicado este mes en El diario astrofísico, los investigadores dirigidos por la Universidad de Tsukuba presentan simulaciones que describen con precisión el papel de los neutrinos en la evolución del Universo.
¿Por qué son importantes estas simulaciones? Una razón clave es que pueden establecer restricciones sobre una cantidad actualmente desconocida: la masa de neutrinos. Si esta cantidad se establece en un valor particular en las simulaciones y los resultados de la simulación difieren de las observaciones, ese valor puedeSin embargo, solo se puede confiar en las limitaciones si las simulaciones son precisas, lo que no estaba garantizado en trabajos anteriores. El equipo detrás de esta última investigación tuvo como objetivo abordar esta limitación.
"Las simulaciones anteriores usaban ciertas aproximaciones que podrían no ser válidas", dice el autor principal del estudio, el profesor Kohji Yoshikawa. "En nuestro trabajo, evitamos estas aproximaciones empleando una técnica que representa con precisión la función de distribución de velocidad de los neutrinos y siguesu evolución temporal. "
Para hacer esto, el equipo de investigación resolvió directamente un sistema de ecuaciones conocido como ecuaciones de Vlasov-Poisson, que describen cómo se mueven las partículas en el Universo. Luego llevaron a cabo simulaciones para diferentes valores de la masa de neutrinos y examinaron sistémicamente los efectos deneutrinos en la estructura a gran escala del Universo.
Los resultados de la simulación demuestran, por ejemplo, que los neutrinos suprimen el agrupamiento de materia oscura, la masa 'faltante' en el Universo, y a su vez las galaxias. También muestran que las regiones ricas en neutrinos están fuertemente correlacionadas con los cúmulos de galaxias masivasy que la temperatura efectiva de los neutrinos varía sustancialmente dependiendo de la masa del neutrino.
"En general, nuestros hallazgos sugieren que los neutrinos afectan considerablemente la formación de estructuras a gran escala, y que nuestras simulaciones proporcionan una explicación precisa del importante efecto de los neutrinos", explica el profesor Yoshikawa. "También es tranquilizador que nuestros nuevos resultados sean consistentescon los de enfoques de simulación completamente diferentes ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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