Detectan ecos del nacimiento del Universo
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¿Otro Nobel de Física para la cosmología en 2014/2015?
Para los seguidores de noticias cosmológicas, tenemos una noticia de alta repercusión.
El asunto es que el instrumento BICEP2, ubicado en la Antártida, ha detectado, por primera vez, "el modo B de la polarización del fondo cósmico de microondas". ¿Qué es esto?
El fondo cósmico de microondas, (CMB por sus siglas en inglés) o llamado también fondo cósmico de radiación, es una señal que se detecta en todas las direcciones del cielo con prácticamente la misma temperatura, y trae información de cuando el universo tenía unos 380 000 años, según el modelo aceptado del Big Bang. Este fondo de radiación ha sido detectado por primera vez en 1964, y desde 1990 también se han podido medir pequeñísimas variaciones en la temperatura de esa radiación en diferentes direcciones del cielo, avalando las predicciones del modelo cosmológico.
También se predecía que esta radiación debería llegarnos vibrando de determinada manera. Eso se conoce como la polarización. Y efectivamente, posee polarización. Esto fue detectado en 2002 por primera vez. El asunto es que esa polarización, puede venir en dos variantes conocidas: modo E y modo B. El modo E es el que fue detectado en 2002, pero el modo B, por ser mucho más débil su señal, aun no había podido ser detectado. ¿Por qué no? Bueno...porque, al ser muy débil, la tecnología aun no lo había permitido, o porque realmente esa polarización no existe o es mucho más débil de lo que los modelos predicen.
Credits: Steffen Richter, Harvard University
Y aquí entra en juego el modelo inflacionario. Alan Guth, en 1980, propuso que el universo, muy al comienzo de su historia, habría sufrido un breve periodo inflacionario de expansión acelerada, que resolvería ciertos problemas del modelo del Big Bang (Luego, Linde, Starobinsky, Steinhardt y otros propusieron los modelos que hoy son los aceptados). Ese periodo de expansión violenta, además, amplificaría las perturbaciones iniciales en el universo. Por un lado, las perturbaciones en la densidad de la materia (que luego generarían estrellas, galaxias, etc...), y por otro lado también las perturbaciones en el espacio-tiempo. Las perturbaciones en el espacio-tiempo no son otra cosa que ondas gravitacionales, predichas ya por la Relatividad General de Einstein en 1915 (recordemos que las ondas gravitacionales pueden ser generadas de muchas maneras, y no solo al principio del universo). Bueno... La cuestión es que los modelos inflacionarios predicen cuánto deberían haber sido amplificadas las amplitudes de esas ondas gravitatorias "primordiales". Y esas ondas, si existieron, y con esas amplitudes predichas, deberían haber alterado el espectro que hoy vemos en la polarización del fondo cósmico de radiación, generando los modos B con cierta magnitud.
El descubrimiento anunciado ayer 17/03/2014 por BICEP2 dice que, por primera vez, ha sido detectado este modo B de la polarización en el fondo cósmico de radiación, y con la magnitud que se esperaba según los cálculos de los modelos inflacionarios más comunes. Por otra parte, estas observaciones permiten descartar algunas familias de modelos y favorecer a otras, y también nos permiten poner mejores cotas a cuándo puedo haber sucedido esta fase acelerada en el universo primigenio.
ACLARACIONES:
Como lo que se detecta es el efecto de las ondas gravitacionales sobre el fondo cósmico de radiación, y es éste último el que se observa y se mide, las ondas gravitacionales primordiales son entonces detectadas de manera "indirecta" y no de manera directa como se ha dicho en algunos medios.
Tampoco son correctos títulos como "Primera evidencia directa de inflación", puesto que: lo que medimos es un efecto indirecto, y además, no necesariamente la única manera teórica de generar lo observado es mediante un proceso inflacionario. En todo caso, el modelo inflacionario es el modelo que mejor funciona, a la fecha, para reproducir estas observaciones.
El artículo sobre la noticia pueden verlo por ejemplo en:
Tokyo pasion