El 17 de marzo de 2014, los astrónomos anunciaron un descubrimiento histórico. Habiendo dejado una huella profunda en la radiación reliquia, que impregna todo el Universo y se creó en los albores del tiempo, las ondas gravitacionales estaban bajo observación directa, lo que nos da la oportunidad de analizar la naturaleza misma del período de inflación, lo que implica un rápido crecimiento de nuestro Universo inmediatamente después del Big Bang.
La búsqueda de datos adicionales a favor de la teoría de la inflación cósmica debería haber sido un descubrimiento suficiente, pero el hecho de que los astrónomos ahora tengan evidencia a favor de la existencia de ondas gravitacionales hace de este Día de San Patricio un día especial para la cosmología.
Imagen del universo "infantil". El mapa muestra las temperaturas de fondo de microondas WMAP. Puntos calientes - rojos, y fríos - azules.
Entonces, ¿qué es, las ondas gravitacionales? Se pueden representar como ondas en el espacio-tiempo, que generan movimientos masivos del movimiento a través del espacio. Imagina que tiraste la pelota a la piscina. Las ondas creadas al golpear la bola contra el agua se extenderán desde el punto de impacto en diferentes direcciones. Las ondas gravitacionales actúan de la misma manera, pero, a diferencia de las ondulaciones en la superficie del agua, las ondas gravitacionales se propagan a la velocidad de la luz a través del espacio tridimensional. La ecuación de la teoría de la relatividad general por Albert Einstein predijo su existencia. Además, hubo algunas observaciones indirectas de ondas gravitacionales que expulsan la energía orbital de los sistemas estelares binarios. Como somos objetos del espacio-tiempo, también debemos ser capaces de detectar su presencia cuando pasan a través del espacio-tiempo local. Se construyeron experimentos multimillonarios, como el interferómetro láser de las ondas de gravedad observatorio (LIGO) en Louisiana y Washington, para detectar directamente las ondas gravitacionales que se propagan a través de la Tierra. Sin embargo, su descubrimiento hasta el momento ha demostrado ser terriblemente ilusorio.
La teoría del Big Bang: la singularidad es un punto de partida, seguida por la expansión.
El fondo de microondas cósmico o CMB es un famoso artefacto de Big Bang. En representación de "Echo" sobre la creación del Universo, estas pequeñas fluctuaciones de temperatura, que se observan en el borde más alejado del Universo visible, se estudiaron con telescopios espaciales como el Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP) de la NASA y el Observatorio Planck en Europa. Estos observatorios miden especialmente las pequeñas perturbaciones de temperatura (conocidas como anisotropías) en el CMB y estudian información sobre las condiciones inmediatamente después del Big Bang e incluso pueden averiguar la edad del Universo. El rápido período inflacionario supone que nuestro Universo se ha expandido mil millones de billones de veces en una fracción de segundo. Sorprendentemente, esta es una perturbación de tamaño cuántico que existía en ese momento, hinchada de la noche a la mañana, y los astrónomos asumen que estas diminutas estructuras pueden observarse hoy, en forma de enormes perturbaciones gravitacionales. Pero antes de usar el proyecto BICEP2, los científicos asumieron que estas ondas son demasiado débiles para ser detectadas. Resulta que estaban equivocados.
Posibles opciones para el fin del universo
"Era cómo encontrar una aguja en un pajar, pero en lugar de eso encontramos chatarra", dijo Clem Prike, responsable del proyecto BICEP2, de la Universidad de Minnesota.
"Las implicaciones de este hallazgo son alucinantes", dijo el coordinador del proyecto Jamie Bock, físico del Instituto de Tecnología de California y el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL). "Medimos la señal que viene de tiempos inmemoriales".
Ubicado en las áridas condiciones atmosféricas de la Antártida, BICEP2 tiene una visión muy clara del espacio. El dispositivo tiene la capacidad de medir la polarización de una señal débil de la radiación de fondo. En la Tierra, la luz solar puede polarizarse si se refleja desde un espejo o cuando se filtra con gafas de sol polarizadas (reduciendo así el deslumbramiento). La radiación de la antigua reliquia también puede polarizarse, y las ondas gravitacionales tienen la capacidad de manipular la polarización de la radiación incidente. El tipo específico de polarización conocido como "modo de polarización B" es lo que buscaba BICEP2. Y ahora, con un alto grado de certeza, los astrónomos lo han descubierto.
"El patrón de polarización de vórtice en modo B es una firma única de ondas gravitacionales", dice Chao -Ling Guo, uno de los líderes del proyecto, de la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleradores.
El anuncio de hoy se está promocionando como el "descubrimiento del siglo" y, aunque los dos documentos que se publicaron hoy solo se imprimirán, es seguro decir que los astrónomos "golpean a los ojos de buey". Estos resultados no solo confirman la teoría de la inflación cósmica e indican la presencia de ondas gravitacionales, sino que también pueden asociarse con uno de los problemas más difíciles de la física cuántica moderna, a saber, qué papel juega la gravedad en el mundo cuántico.
