13,4 billones de partículas y 50.000 GPU: el superordenador Aurora recrea en cuatro días un trozo de universo de 28.600 millones de años luz

• Adrián Villellas @AdrianVillellas
• Ingeniero informático, divulgador y creador de contenido tecnológico desde 2017, escribiendo para blogs y medios tanto en español como en inglés.
• • 25/10/2026 20:45
  • Actualizado: 25/10/2026 20:45

El superordenador Aurora ha completado dos de las mayores simulaciones cosmológicas realizadas hasta hoy. La máquina está en el Laboratorio Nacional Argonne, del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE). Cada simulación siguió la evolución de 13,4 billones de partículas de materia oscura.

La región del universo simulada mide 28.600 millones de años luz de ancho. Así lo detalla la nota que el laboratorio publicó el 19 de octubre de 2026. Por número de partículas, Argonne las presenta como las mayores simulaciones cosmológicas individuales jamás ejecutadas.

El proyecto lo dirige Nicholas Frontiere, científico computacional de Argonne. Busca pistas sobre la inflación cósmica, la expansión muy rápida que habría vivido el universo en sus primeros instantes.

8.100 nodos y 50.000 GPU

Aurora es una máquina de Intel y HPE instalada en el Argonne Leadership Computing Facility (ALCF). Esta instalación depende de la Oficina de Ciencia del DOE. Tiene 10.624 nodos y 63.744 procesadores gráficos (GPU).

Su potencia supera el trillón de cálculos por segundo, la cifra que define a los equipos de exaescala. Cada ejecución ocupó unos 8.100 nodos y cerca de 50.000 GPU. Según el laboratorio, las simulaciones y buena parte del análisis de los datos se terminaron en unos cuatro días.

La materia oscura no se ve con telescopios, pero su gravedad impulsa la formación de galaxias. La ficha divulgativa del DOE aporta un dato sobre la gravedad medida en el universo. Es unas cinco veces mayor de lo que explica la materia ordinaria.

En la simulación, cada partícula marca la densidad y la velocidad de esa materia invisible. Lo hace a lo largo de miles de millones de años.

Inflación y no gaussianidad primordial

Frontiere resume esa teoría como «una breve explosión de expansión rápida en el universo muy temprano». La inflación habría estirado diminutas fluctuaciones cuánticas hasta escalas cosmológicas. Después, la gravedad las amplificó hasta formar la red de filamentos de galaxias que se observa hoy.

Los modelos más sencillos predicen que aquellas fluctuaciones siguieron una distribución gaussiana, una de las formas más simples de azar. Una desviación medible de ese patrón se llama no gaussianidad primordial. Según Frontiere, apuntaría a campos o interacciones adicionales durante la inflación.

Esa señal sería muy débil y puede quedar tapada por la varianza cósmica. Es la incertidumbre que aparece porque cualquier cartografía del cielo abarca solo un volumen finito.

Para buscarla hacen falta simulaciones que cubran escalas enormes y que, a la vez, distingan los halos de materia oscura. Los halos son los cúmulos que albergan las galaxias.

«Lograr a la vez un volumen enorme y una resolución suficiente es lo que hace tan difícil el cálculo», afirma Frontiere.

Solo gravedad, sin gas

El equipo usa HACC, un código de cosmología desarrollado en Argonne. Se adaptó a la exaescala dentro del Exascale Computing Project del DOE. Con HACC ya había hecho en Frontier, el superordenador del Laboratorio Nacional Oak Ridge, la mayor simulación hidrodinámica del universo.

Aquella simulación sumaba a la gravedad modelos de gas y estrellas. En Aurora se quedaron solo con la gravedad para poder simular un volumen mayor con más partículas.

China también prepara un superordenador con 47.000 procesadores propios, dentro de la competencia internacional por estas máquinas.

El ALCF explica cómo se prepararon los códigos XGC y HACC para funcionar en Aurora. Vídeo: Argonne Leadership Computing Facility

85 petabytes escritos en DAOS

Las dos simulaciones escribieron más de 85 petabytes a través de DAOS, el sistema de almacenamiento de Aurora. Casi todo eran puntos de control, que permiten reanudar el cálculo tras una interrupción. El equipo guardó unos 8 petabytes para el análisis científico.

Adrian Pope es científico computacional del ALCF y forma parte del equipo de HACC. Atribuye el éxito a la combinación de la máquina: «Sus GPU aportan la potencia de cálculo para hacer evolucionar billones de partículas, mientras que su memoria nos da la capacidad de manejar un problema tan grande».

Dos universos con fases invertidas

Las dos simulaciones comparten modelo cosmológico y señal no gaussiana, pero sus fases iniciales están invertidas. «Las simulaciones actúan como imágenes estadísticas en espejo», explica Frontiere. Al analizarlas juntas, buena parte de la variación aleatoria se anula.

La intensidad de la señal introducida, además, se ha mantenido oculta. Quien use estas simulaciones para probar sus métodos tendrá que recuperar ese valor sin conocerlo de antemano.

Servirán para dos cartografías que ya toman datos: el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura (DESI) y la misión SPHEREx de la NASA. SPHEREx es el telescopio que cartografía todo el cielo en infrarrojo.

Con ellas, el equipo podrá fabricar mapas sintéticos de todo el cielo para detectar sesgos. Ese trabajo complementa mapas de observación directa como el mapa de materia oscura de la NASA hecho con el James Webb.

Resultados físicos todavía pendientes

La nota de Argonne no cita ningún artículo científico revisado por pares sobre estas ejecuciones. Tampoco ofrece todavía resultados físicos, porque las simulaciones sirven para preparar mediciones futuras con datos reales. No revela el valor de la señal introducida, precisamente para no condicionar a quienes las usen.

Al ser simulaciones de solo gravedad, no incluyen gas ni estrellas. El propio laboratorio subraya que DESI y SPHEREx observan galaxias, y su relación con los halos es la pieza crítica.

El tiempo de cálculo se concedió a través del programa INCITE del DOE a un equipo formado por Frontiere, J.D. Emberson, Michael Buehlmann y Nesar Ramachandra.

La nota se ha publicado en la web del Laboratorio Nacional Argonne el 19 de octubre de 2026.

Crédito de la imagen: J.D. Emberson/Argonne National Laboratory.