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viernes, marzo 21, 2014

En el resplandor del origen

BICEP2 ofrece la que podría ser la primera evidencia directa de la conocida como inflación cósmica.

Es sin lugar a dudas una de las grandes noticias del año, por no decir de la historia, suficiente para hacerse un lugar destacado en los medios de información generales, por no hablar, claro está, de los círculos más especializados. Y es que no cada día se obtiene la posible (ya que será necesaria nuevas observaciones, en especial de los datos del telescopio espacial Planck) confirmación de que una de las piezas centrales que permiten sostener la teoría más aceptada sobre el origen del Universo ya no es una hipótesis sobre el papel, sino algo real y medible. Un momento clave en nuestro largo camino para comprender la realidad en la que existimos.

¿Pero que es lo que realmente se acaba de descubrir? La teoría del Big Bang, aceptada por la mayor parte de la comunidad científica actual y con fuertes evidencias a su favor se enfrenta a un serio problema cuando observamos el conocido como fondo de microondas, la tenue radiación que nos llega de todas partes y que se considera el lejano "eco" del nacimiento cósmico, y que se generó 380.000 años después del "momento 0", cuando se formaron los primeros átomos y el Universo, hasta ese momento opaco, se hizo transparente. Y aquí venía el problema, porque este se muestra homogeneo a grandes escalas, lo que no encaja demasiado con la idea del Big Bang. El Universo que tenemos ante nuestros ojos es, simplemente, demasiado isótropo (igual en todas direcciones).

Para solucionar esta situación incómoda se desarrolló la idea de la inflación cósmica, que básicamente consiste en que el Universo, unos 10^-35 segundos después de su nacimiento, se expandió de forma brutal durante una fracción de segundo a una velocidad mayor que la de la luz, alejándose tanto que buena parte de el quedó fuera de nuestro alcance, ya que su luz no le ha dado tiempo a llegar a nosotros. Y posiblemente no lo hará nunca, si se tiene en cuenta que parece que dicha expansión parece estar acelerándose. Con  la inflación todo cuadraba mucho mejor, pero era solo una hipótesis, por lo que no eran pocas que la ponían en duda, considerando que era solo un "parche" para cubrir un vacío y hacer encajar las piezas, lo que era cierto. Hasta ahora.

Lo que BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), instalado en la Antártida, detectó es básicamente (y resaltar lo de básicamente, porque estamos ante algo mucho más amplio y complejo) las huellas dejadas en el fondo de microondas por las ondas gravitatorias que la hipótesis de la inflacion predice que se formaron en ese momento de expansión desbocada, y que provocaron, ya que comprimen el tejido del espacio-tiempo a medida que se desplazaban, la ligera polarización de la radiación de fondo en un patrón concreto que solo estas pueden generar y que se conoce como "modo B". Esto último es lo observado ahora. Haciendo un simil con una pistola, sería como ver humo dejado por el disparo en si mismo. No vemos esto último, pero lo primero nos indica que realmente ocurrió.

Tal como explica el físico teórico Avi Loeb de Harvard "este trabajo ofrece nuevos indicios de algunas de nuestras preguntas más básicas: ¿Por qué existimos? ¿Cómo comenzó el Universo? Estos resultados no solo son una fuerte prueba de la inflación, sino que también nos dicen cuándo tuvo lugar la inflación y cuán poderoso fue el proceso". A la espera de nuevas observaciones que confirmen (o justo lo contrario) estos datos podrían abrir una una nueva puerta en la cosmología llena de enormes posibilidades al darnos acceso directo a los primeros momentos de vida del Universo tras el Big Bang. Más fascinante aún es que el modelo inflacionario implica la posibilidad de que nuestro Universo no sea único, sino una pequeñísima fracción de otro mucho mayor preinflacionario y que podrían existir un numero desconocido, quizás infinito, de otras "burbujas", otros Universos, quizás cada uno de ellos con sus própias leyes físicas. Realmente da vértigo solo pensarlo

En realidad todo es mucho más complejo, solo unos pocos son capaces de abarcarlo y comprenderlo en su conjunto. Esta entrada, y pido disculpas por ello, es de una simplicidad casi ridícula, apenas la superficie de un amplio océano, y es que, no vamos a negarlo, me siento más cómodo en el terreno de la astronomía que no en Cosmología, que este que les escribe intenta adentrarse en la medida de sus posibilidades, que no son muchas. En todo caso espero que haya sido suficiente para tener una idea básica de este descubrimiento, y que a partir de aquí, quién quiera realmente adentrarse mucho más en este tema se acerque a los artículos de aquellos que realmente conocen el tema. 

El fondo (cósmico) de la cuestión, por Javier Armentia
BICEP2 obtiene la primera prueba directa de la inflación cósmica, por Francisco R. Villatoro
Peces de pecera, hijos del vacío, por Cesar Tomé
El multiverso inflacionario y el superdios, por Cesar Tomé
La inflación cósmica y el multiverso inflacionario, por Francisco R. Villatoro
Descubrimiento de modos B en la polarización del CMB, por Jorge Diaz.

Las ondas gravitatorias y la señal dejada en el fondo de microondas, cuya "luz" fue polarizada por la contracción del espacio-tiempo causada por su avance.

El "modo B" (a la derecha), con una distribución en espiral,  es única y sólo se pueden generar por ondas gravitatorias.

Una lente polarizada es un tipo de filtro que bloquea la luz que viene en una determinada dirección, y es utilizada con en las gafas de sol, lo que explica que permita una mayor visión del entorno al reducir la luminosidad excesiva. Con todos los "peros" del mundo la polarización observada en el fondo de microndas sigue un concepto parecido, aunque en este caso con la compresión del espacio a causa de las ondas gravitatorias haciéndo el papel de lente.

El "humo del disparo", así podemos resumir lo ahora observado.

El momento en que le comunican a Andrei Linde, uno de los padres de la teoría de la inflación, de estos descubrimientos que parecen confirmar su teoría y que le puede valer el Nobel. Esperemos que no haya sido precipitado. 

Un par de apuntes sobre la confirmación del modelo inflacionario del Big Bang
  
¿Qué es exactamente eso que ha descubierto BICEP2 sobre el Universo?

1 comentario:

Anónimo dijo...

Hola,

El orígen y funcionamiento del universo me parece un tema muy interesante, aunque a la mayoría nos cueste un montón entender las teorías al respecto.

Leí la notícia en el periódico hace unos días y el asunto no me quedo muy claro. Tu Post me ha resultado mucho más explicativo, así que no lo habrás hecho tan mal. Gracias!

Saludos