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Ya hemos descubierto la inflación, ¿Y ahora qué?

Coordenadas: Declinación, grados/ Ascensión recta, grados

Patrones de polarización impresos en el CMB (Cosmic Microwave Background) Fondo Cósmico de Microondas. (Imagen CfA).

Días como estos le convierten a uno en un astrofísico interesante. Por un lado está el anuncio de BICEP2 en el que la teoría durante tanto tiempo sospechada de una gran explosión inflacionaria (Big Bang) es realmente cierta. Este es el tipo de descubrimientos en el que te dan ganas de abrazar en la calle gente al azar y decirles lo asombroso que es el Universo. Pero por otra parte, éste es exactamente el momento en el que debemos estar tranquilos y retroceder a las afirmaciones realizadas por un equipo de investigación. Así que, realicemos una inspiración profunda y echemos un vistazo a lo que sabemos y a lo que no.

La inflación podría significar que nuestro Universo es sólo uno de muchos (Florida State University)

En primer lugar, vamos a desmentir varios rumores. Esta última investigación no constituye la primera evidencia de la existencia de ondas gravitatorias. La primera evidencia indirecta de éstas ondas fue encontrada por Russell Hulse y Joseph Taylor en el deterioro orbital de un pulsar binario, por lo que fueron galardonados con el premio Nobel en 1993. Este nuevo trabajo no constituye el primer descubrimiento de la polarización del Fondo Cósmico de Microondas, ni incluso la primera observación de polarización en modo-B. Este nuevo trabajo resulta apasionante porque encuentra evidencias de una forma específica de polarización en modo-B, debido a las ondas gravitatorias primigenias, el tipo de ondas que únicamente son debidas a la inflación durante los primeros momentos del Universo.

Cabe reseñar que éste nuevo trabajo aún no ha sido revisado por expertos. Pronto lo será y lo más probable es que pase la prueba, pero hasta entonces debemos ser un poco cautelosos acerca de las conclusiones. Incluso aunque lo pase, tendría que ser verificado por otros experimentos. Por ejemplo, los datos del Telescopio Espacial Planck deberían poder confirmar estos resultados asumiendo que son válidos. Dicho esto, estos nuevos resultados son realmente muy, pero que muy interesantes.

Modo E (izquierda) y modo B (derecha)

Lo que hizo el equipo, fue analizar lo que se conoce como polarización en modo-B del Fondo Cósmico de Microondas (CMB). Las ondas de luz oscilan perpendicularmente a su dirección de desplazamiento, de modo similar a como lo hacen las ondas de agua al oscilar hacia arriba y hacia abajo mientras se desplazan a lo largo de la superficie de la misma. Esto significa que, la luz puede tener una orientación. En el caso de la luz del CMB, ésta orientación presenta dos modos que se conocen como E y B.  La polarización en modo-B es ocasionada por las fluctuaciones de temperatura en el CMB y fueron observadas por vez primera en 2002 por el interferómetro DASI.

La polarización en modo-B puede tener lugar de dos maneras. La primera de ellas es debida al efecto de lente gravitatoria del modo-E. El Fondo Cósmico de Microondas que observamos hoy día ha estado viajando durante más de 13 mil millones de años antes de llegar a nosotros.  Durante su recorrido parte de él ha pasado lo suficientemente cerca de las galaxias como para que éstas actúen como lentes gravitatorias. Esta lente gravitatoria, rota parcialmente su polarización cediendo algo de su clase del modo-B. Este efecto fue observado en julio de 2013. La segunda manera es debida a las ondas gravitatorias del periodo inflacionario del Universo primigenio. Cuando tuvo lugar este periodo, se produjeron éste tipo de ondas a escala cósmica. Así como el efecto de lente gravitatoria produce polarización en modo-B, estas ondas gravitatorias  primigenias modulan el efecto de modo-B. El descubrimiento de la polarización de la onda primigenia en modo-B produce una modulación del efecto de polarización en modo-B. Este descubrimiento de polarización de la onda primigenia en modo-B es lo que se ha anunciado el día de hoy.

Coordenadas: radio(metros)/ Tiempo(segundos)

Efecto de la inflación primigenia sobre el tamaño del Universo. (NASA/COBE)

 

La inflación ha sido propuesta como una razón de por qué el Fondo Cómico de Microondas es tan uniforme. Observamos pequeñas fluctuaciones en el CMB, pero no grandes puntos calientes o fríos. Esto significa que el Universo primigenio debió de ser lo suficientemente pequeño para que las temperaturas se igualaran, sin embargo, el CMB es tan uniforme que el Universo observable tuvo que haber sido mucho menor de lo previsto por el Big Bang. No obstante, si el Universo primigenio experimentó un rápido incremento de su tamaño durante sus primeros momentos de existencia, entonces todo encajaría. El único problema radica en que no teníamos ninguna evidencia directa de la inflación.

Suponiendo que estos nuevos resultados se mantengan, ¿qué haremos ahora¿.  No sólo eso, sabemos que la inflación fue más fuerte de lo que suponíamos. La fuerza de las ondas gravitatorias se pueden medir mediante un valor designado como r, cuando más grande, más fuerte. Se encontró un valor de r= 0,2, el cual era mucho mayor de lo previsto. Sobre la base de los resultados anteriores obtenidos a través del Telescopio Planck, se esperaba un valor de r < 0,11.  Así que, parece que existe algo de contradicción con los hallazgos anteriores. No obstante, hay formas en las que resolver estas discrepancias, pero por ahora están aún por determinar.

Por lo tanto, éste estudio todavía tiene que ser revisado y avalado por otros experimentos y cualquier contradicción entre este resultado y otros anteriores se tendrá que solucionar. Todavía hay mucho por hacer antes de que comprendamos en su totalidad la inflación. Pero en líneas generales, esto constituye una gran noticia merecedora incluso del Premio Nobel. Los resultados son tan sólidos que parece bastante claro que tenemos una evidencia directa de la inflación cósmica, lo cual constituye un  enorme paso adelante. Con anterioridad, sólo teníamos la evidencia física de cuando el Universo solo tenía alrededor de un segundo de edad, en el momento en que tuvo lugar la nucleosíntesis. Con éste nuevo resultado, ahora somos capaces de investigar el Universo cuando tenía menos de diez billones de billones de una billonésima de segundo de edad.

Lo que resulta bastante increíble cuando se piensa en ello.

 

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Fuente

 

 

MUSEO de las CIENCIAS de CASTILLA-LA MANCHA