Los láseres recrean las condiciones dentro de los cúmulos de galaxias

Mezclado con todas estas galaxias hay mucho calor, con temperaturas extremadamente altas comparables al núcleo de nuestro Sol, alrededor de 10 millones de Kelvin (27 millones de grados Fahrenheit). Esta temperatura es tan caliente que los átomos de hidrógeno no pueden existir, y en lugar de gas, un plasma forma protones y electrones. Sin embargo, este es un problema para los físicos, que dicen que no debería hacer tanto calor.

Como dice Gianluca Gregori, profesor de física en la Universidad de Oxford y autor de un nuevo artículo que detalla un experimento para recrear las condiciones dentro de un cúmulo de galaxias: «La razón por la que el gas dentro del cúmulo de galaxias debería haberse enfriado se debe simplemente al hecho de que el cúmulo ha existido durante mucho tiempo (durante un tiempo comparable a la edad del Universo). Por lo tanto, si asumimos que la conducción térmica funciona de la manera normal, habríamos esperado que el núcleo caliente inicial ya hubiera disipado su calor. Pero las observaciones muestran que no lo ha hecho».

El problema de intentar crear un experimento que ayude a los científicos a entender lo que está pasando es que las temperaturas son tan altas que es casi imposible hacerlo. A menos que tengas 192 láseres funcionando simultáneamente. Puedes encontrar esto en la Instalación Nacional de Encendido ubicada en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en Livermore, California.

Ese corto período de tiempo fue suficiente para que los científicos registraran las mediciones que necesitaban. Lo que encontraron fue que hay puntos calientes y fríos dentro del plasma creado. Como sugiere la teoría y este experimento proporciona evidencia de que hay campos magnéticos enredados dentro del plasma que evitan que los electrones se dispersen uniformemente, evitando así que el calor se disipe a través de la conducción térmica normal.

Con el láser de la National Ignition Facility, los científicos solo obtienen unas pocas inyecciones para hacerlo bien. Y como las condiciones del experimento solo duran unas pocas milmillonésimas de segundo, los científicos tienen que asegurarse de que todo esté configurado y funcione correctamente, incluida la realización de las mediciones.

Para ello, el profesor de la Universidad de Rochester Petros Tzeferacos, que dirige el Centro Flash de Ciencias Computacionales de la Universidad de Rochester, utilizó un código informático llamado FLASH (un código de simulación multifísica disponible públicamente) para hacer simulaciones del experimento con anticipación para que cuando llegara el momento de realizar los experimentos todo saliera correctamente.

Este experimento muestra lo difícil que es probar algunas teorías científicas. Pero estas son las teorías que deben probarse si queremos obtener una mejor comprensión del Universo y de cómo funciona. Solo el conocimiento en sí es una razón suficiente para que algunos de nosotros sigamos avanzando con las ciencias. Sin embargo, a veces obtenemos algo del proceso que podemos usar para nosotros mismos aquí en la Tierra, o en el espacio a medida que nos convertimos en una carrera espacial.

A finales de este año, el equipo realizará más experimentos para tratar de averiguar qué está pasando exactamente con el gas dentro de los cúmulos de galaxias. ¿Quién sabe a dónde nos llevará esta información? Pero 192 láseres de alta potencia que producen las condiciones dentro del núcleo de una estrella… si nada más, eso es genial.