Detectan la primera luz emitida por el Big Bang

Detectan la primera luz emitida por
el Big Bang
Fuente: ABC Noticias. En: http://www.abc.es/ciencia/20131025/abci-detectan-primera-emitida-bang201310251020.html
Ilustración de cómo los fotones de la radiación de fondo son desviados por el efecto de lente
gravitatoria.
Un telescopio en el Polo Sur y el observatorio espacial Herschel de la ESA detectan
por primera vez un tipo de luz muy débil y antigua, emitida cuando el cosmos era un
«bebé» de menos de medio millón de años.
En la novela y película «Contact» del astrofísico Carl Sagan, una civilización
extraterrestre envía a la Tierra una transmisión acompañada por un vídeo del
discurso de Adolf Hitler en los Juegos Olímpicos de 1936, la primera señal de
televisión de la historia con la potencia suficiente como para llegar al espacio
interestelar. La ficción imaginada por Sagan ilustra cómo una emisión de ondas con la
potencia adecuada, ya sean luminosas, de radio u otro tipo, puede recorrer distancias
inimaginables a través del universo y ser detectada por instrumentos lo
suficientemente sensibles. Dado que las ondas se desplazan a la velocidad de la luz,
cuando vemos en el cielo una estrella situada a 25 años luz estamos contemplando la
luz que la estrella emitió hace 25 años; estamos viendo el pasado. Si contáramos con
un instrumento lo suficientemente fino como para escudriñar el universo a una
distancia de 13.800 millones de años luz, observaríamos lo que ocurrió hace 13.800
millones de años. Y lo que sucedió por aquellas fechas fue el Big Bang, el nacimiento
del universo.
La hipótesis que manejan los astrofísicos dice que una fracción de segundo después
de aquella colosal explosión, el universo se expandió rápidamente en un proceso
conocido como inflación. Por entonces, el universo estaba en un estado de plasma tan
caliente que la luz no podía atravesarlo. Unos 380.000 años más tarde, el cosmos se
enfrió lo suficiente como para hacerse transparente y permitir el paso de la luz.
Aquella primera luz imprimió en el cielo un retrato del universo en pañales cuyo eco
aún hoy podemos detectar y que se conoce como radiación cósmica de fondo de
microondas.
Esta especie de señal de televisión del universo bebé, que fue teorizada por primera
vez en 1948, ha podido recogerse en los últimos años gracias a los sofisticados
instrumentos de las sondas WMAP de la NASA y Planck de la Agencia Europea del
Espacio (ESA). Ambos satélites han completado el mapa del cosmos naciente en el
que se pueden apreciar diminutas fluctuaciones sobre su temperatura base, inferior a
270 grados bajo cero. Estas regiones corresponden a áreas de distinta densidad, en
las que los científicos reconocen las semillas que luego dieron lugar a estrellas y
galaxias.
Pero la radiación de fondo, considerada una de las principales pruebas de que existió
un Big Bang, no es el final del camino, sino una puerta que aún guarda muchas
incógnitas. En 2002 se demostró que una pequeña parte de la radiación, menos de un
10%, está polarizada, una propiedad de las ondas electromagnéticas que presentan
una cierta ordenación geométrica. Por ejemplo, los filtros polarizadores empleados en
fotografía eliminan los destellos y consiguen cielos más azules porque bloquean las
ondas dispersadas al rebotar. La radiación de fondo no solo presenta fluctuaciones de
temperatura, sino también de polarización; estas últimas se consideran una prueba
de la inflación, ya que reflejan la dispersión de la radiación debida a la energía del Big
Bang.
Mapa de la radiación cósmica de fondo de microondas del universo obtenido por el Planck. Los colores
representan diminutas fluctuaciones de temperatura correspondientes a regiones de distinta densidad
que originaron las estrellas y galaxias.
Esta polarización recibe el nombre de modos E. Pero de ella, una pequeña parte aún
más residual sufre un segundo tipo de polarización, llamada modos B. Estos se deben
a un efecto llamado de lente gravitatoria. De la misma manera que una lente óptica
desvía la luz, esta también se dobla durante su trayecto por el universo debido a la
gravedad ejercida por la materia, incluyendo la materia oscura, invisible a la
observación. “Cuando la lente gravitatoria distorsiona los fotones polarizados de la
radiación de fondo, transforma parte de los modos E en modos B”, explica Joaquin
Vieira, científico del Instituto Tecnológico de California y de la Universidad de Illinois
(EE.UU.). Así, los modos B pueden ofrecer información esencial sobre la distribución
de la materia que provoca este efecto de lente.
Los modos B son más difíciles de detectar porque su señal es más débil: las
fluctuaciones son del orden de uno entre diez millones. Pero gracias a los avances en
los instrumentos de observación, un equipo de científicos de EE.UU., Canadá, Reino
Unido y Suráfrica ha conseguido por fin demostrar estos modos B. “Esta detección ha
sido posible por una astuta y única combinación de observaciones terrestres desde el
Telescopio del Polo Sur [de la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU.], que ha
medido la luz del Big Bang, y datos del observatorio espacial Herschel [de la ESA], que
es sensible a las galaxias asociadas a la materia oscura que causa el efecto de lente
gravitatoria”, resume Vieira, que ha dirigido el análisis de los datos de Herschel.
Arrugas en el espacio-tiempo
La principal implicación del hallazgo la subraya el autor principal del estudio
publicado en Physical Review Letters, Duncan Hanson, de la Universidad McGill en
Montreal (Canadá): “La detección de esta pequeña señal de modos B por lente
gravitatoria es un hito importante hacia la medición de otro tipo de modos B más
esquivos, creados durante la inflación del Big Bang”. Los modos B a los que Hanson se
refiere se produjeron debido a las ondas gravitatorias generadas por las violentas
colisiones de la materia, y entre esta y la energía, durante el rápido proceso de
inflación. En palabras del coautor del estudio Stephen Hoover, de la Universidad de
Chicago (EE.UU.), “las ondas gravitatorias son arrugas en el tejido del espacio-tiempo,
y pensamos que las originadas durante la inflación dejaron una huella en los modos B
de la polarización de la radiación de fondo”.
Estos son aún más difíciles de detectar que los ocasionados por lente gravitatoria,
pero el hallazgo de estos últimos demuestra que es posible registrarlos. Ahora, los
cosmólogos especulan si estos esquivos modos B creados en el primer segundo de
existencia del universo podrían aparecer en los nuevos resultados del telescopio
espacial Planck que se conocerán en 2014. De ser así, no solo se confirmaría la
hipótesis de la inflación, sino que estaríamos más cerca que nunca del origen del
universo.