El mes pasado, los astrofísicos anunciaron un descubrimiento revolucionario: se encontraron pruebas convincentes de la existencia de ondas gravitacionales y la fuente de estas ondas podría ser el período de inflación inmediatamente después del Big Bang.
Tal vez esto sea evidencia convincente, pero ¿puede haber otra explicación?
En un documento presentado en publicaciones preliminares de ArXiv la semana pasada, tres físicos teóricos rechazaron los resultados del proyecto de Polarización Extragaláctica Cósmica 2 (BICEP2), lo que sugiere que existe otra fuente de ondas gravitacionales.
Primero, volvamos un poco. ¿Qué es la inflación y cómo las ondas gravitacionales se convirtieron en evidencia de su ocurrencia?
Representación gráfica de la singularidad del universo.
En pocas palabras, cuando el proyecto BICEP2 detectó ondulaciones de polarización en el fondo cósmico de microondas (CMB), la señal correspondió a predicciones teóricas sobre cómo deberían ser las ondas gravitacionales. Pero hasta ahora, las ondas gravitacionales (la existencia de las cuales sugirió Einstein, durante el desarrollo de su teoría general de la relatividad hace casi 100 años) han sido muy difíciles de detectar. Entonces, a primera vista, los resultados de la investigación BICEP2 son históricos. Estas observaciones de las ondas gravitacionales no son disputadas por ningún científico. Pero, ¿cómo estas ondas gravitacionales finalmente dejaron una marca indeleble en el fondo cósmico de microondas? Este es el punto de discusión.
La capa de microondas cósmica existe en todas partes, en el límite de nuestras posibilidades de observación. Considerándolo como el "eco" del Big Bang, que ocurrió hace casi 14 mil millones de años, podemos analizar fluctuaciones de temperatura muy pequeñas (conocidas como "anisotropías) para tener una idea de la estructura del Universo inmediatamente después del Big Bang.
Los cosmólogos creen que para que el universo exista en su escala actual, se produjo el Big Bang primero, y luego hubo un período de intensa aceleración. Más rápido que la velocidad de la luz, la expansión ocurrió en una billonésima de una billonésima de una billonésima de una millonésima de segundo después del Big Bang.
Etapas de la evolución del universo. Haga clic en la imagen para agrandar
Para la comprensión moderna del Universo, será justo que haya inflación.
Como lo explica el equipo del proyecto BICEP2, la onda gravitacional encerrada en la capa de microondas cósmica asume que las ondas gravitacionales en sí mismas son de origen inflacionario. Las ondas gravitacionales que generan los eventos más energéticos en el Universo, que van desde los agujeros negros hasta las explosiones de estrellas, se propagan en el espacio-tiempo a la velocidad de la luz. Los investigadores de la teoría de la inflación también creen que las ondas gravitacionales primarias pueden generarse durante el evento más intenso que nunca veremos: la inflación. Y los resultados del proyecto BICEP2 indudablemente indican la presencia de evidencia convincente del origen inflacionario y cuántico de estas olas.
Sin embargo, los físicos teóricos James B. Dent (Universidad de Louisiana, Lafayette), Lawrence M. Krauss (Universidad de Arizona, Tempe) y Harsh Mathur (Universidad Case Western Reserve, Cleveland, Ohio ) creen que los investigadores de BICEP2 pueden haberse perdido una fuente alternativa de estas ondas.
"A pesar del hecho de que la señal de inflación sigue siendo la fuente más plausible (de una señal de onda gravitacional), la medición de la corriente, desafortunadamente, todavía permite la posibilidad de que surjan ondas gravitacionales de fondo como resultado de la transición de fondo escalar autoordenada, que ocurrió un poco más tarde". escribió la física.
Entonces, ¿qué significa esto?
La Carta del Universo Lambda-CBR (desde el Big Bang hasta nuestra era).
Después del Big Bang, el universo parecía un caos de energía. Tan pronto como comenzó a enfriarse, esta energía comenzó a condensarse lentamente (como las gotas de lluvia formadas por el vapor en las nubes), creando las partículas y fuerzas fundamentales que conocemos y amamos en nuestra era moderna. Cada partícula y fuerza aparecieron después de cada "transición de fase" subsiguiente. Pero estos cambios de fase no fueron iguales y no sucedieron al mismo tiempo en todo el universo. Los cambios de fase ocurrieron en los bolsillos localizados. Pero en el punto crítico, cuando el Universo se ha enfriado lo suficiente, se cree que estos bolsillos se han nivelado a la vez.
Aunque este cambio de punto de fase crítica en todo el Universo tenía menos energía que el período de inflación anterior, James B. Dent y su equipo sugieren que este evento creó una onda que generó ondas gravitacionales, que BICEP2 ahora observa en la capa de microondas cósmica.
Como se señaló en ArXiv, los teóricos no discuten si la inflación fue o no, están tratando de determinar otras fuentes de ondas gravitacionales.
Cuando se trata de resolver los misterios al comienzo del Cosmos, no se puede elegir una teoría que “pruebe” solo un mecanismo. Aunque los investigadores en BICEP2 han encontrado pruebas sólidas de que las ondas gravitacionales tienen un origen inflacionario, este nuevo trabajo muestra que los físicos teóricos están lejos de encontrar un consenso.
