miércoles, 14 de octubre de 2015
El Universo no debería haber durado más de un segundo
Un estudio
elaborado por cosmólogos británicos, basándose en datos sobre últimas observaciones
del cielo en relación con el reciente descubrimiento del Bosón de Higgs, ha
determinado que el Universo no debería haber durado más de un segundo.
Después de que el
Universo comenzó con en el Big Bang, se cree que pasó por un corto período de
rápida expansión conocido como 'inflación cósmica'. Aunque los detalles de este
proceso aún no se entienden completamente, los cosmólogos han sido capaces de
hacer predicciones de cómo esto afectaría el Universo actual.
En marzo de 2014
aparecieron los primeros datos, después de que el telescopio BICEP2 captara los
primeros 'ecos' del nacimiento del cosmos. En este sentido, los expertos indican
que, si bien estos resultados son un gran avance para la comprensión de la
cosmología y una confirmación de la teoría de la inflación, los datos han
demostrado ser controvertidos y aún no están plenamente aceptados
por el sector.
Así, en la nueva
investigación, los científicos británicos han investigado lo que significan las
observaciones de BICEP2 para la estabilidad del Universo. Para ello, se
combinaron los resultados con los últimos avances de la física de partículas
--la detección del Bosón de Higgs-- lo que ha supuesto "un problema".
Las mediciones del
Bosón de Higgs han permitido que los físicos de partículas mostrar que el
Universo se encuentra en un valle del 'campo de Higgs', que describe la forma
en que otras partículas tienen masa. Sin embargo, hay otro valle, mucho más
profundo, en el que el Universo no puede caer debido a una gran barrera de
energía.
El problema es que
los resultados BICEP2 predicen que el cosmos habría sufrido grandes
'explisiones' durante la fase de la inflación cósmica que sí le habrían podido
empujar hacia el campo que no es el de Higgs en una fracción de segundo. Si eso
hubiera ocurrido, el Universo habría colapsado rápidamente.
Si se demuestra
que BICEP2 es correcta, tiene que haber nuevas e interesantes formas de la
física de partículas más allá del modelo estándar.
Los astrofísicos
llevaban décadas esperando este momento y los datos han llegado desde el
radiotelescopio BICEP2 en el Polo Sur. Se anuncia tres grandes descubrimientos
relacionados: la primera prueba directa de que existen las ondas
gravitacionales predichas por Einstein, la ansiada evidencia de la inflación
cósmica y la apertura de una vía para unificar las fuerzas fundamentales de la
naturaleza con la gravedad cuántica.
Hace casi 14 mil millones de años, nuestro
universo irrumpió con una 'chispa' extraordinaria que inició el Big Bang. En la
primera y fugaz fracción de un segundo, el universo se expandió de forma
exponencial, extendiéndose mucho más allá de lo que alcanzan a ver los mejores
telescopios. Hasta la fecha todo esto era la teoría.
Pero ahora,
investigadores de la colaboración BICEP2, con datos de un telescopio del mismo
nombre situado en el Polo Sur, anuncia la primera evidencia directa de esta
inflación cósmica. Sus datos también representan las primeras imágenes de las
ondas gravitacionales u ondulaciones en el espacio-tiempo. Estas ondas se han
descrito como los "primeros temblores del Big Bang".
Si se confirman
los descubrimientos, se abre un nuevo capítulo en la astronomía, la cosmología
y la física
Además, los datos
también confirman una profunda conexión entre la mecánica cuántica y la
relatividad general. Si se confirma todos estos descubrimientos, se abre un
nuevo capítulo en la astronomía, la cosmología y la física.
Los resultados
revolucionarios proceden de las observaciones efectuadas por el telescopio BICEP2
del fondo cósmico de microondas, el débil resplandor que dejó el Big Bang.
Pequeñas fluctuaciones en este resplandor proporcionan pistas sobre las
condiciones del universo temprano. Por ejemplo, las pequeñas diferencias en la
temperatura a través del mapa del cielo muestran qué partes del universo eran
más densas y, eventualmente, se podían condensar en galaxias y cúmulos
galácticos.
Dado que el fondo
cósmico de microondas es una forma de luz, exhibe todas las propiedades de
esta, incluida la polarización. Igual que en la Tierra la luz solar es
dispersada por la atmósfera y se polariza, en el espacio el fondo cósmico de
microondas fue dispersado por los átomos y los electrones, y se polarizó
también.
El trabajo ofrece
nuevas pistas sobre las preguntas más básicas: ¿Por qué existimos? ¿Cómo empezó
el universo?
Las ondas
gravitacionales comprimen el espacio a medida que viajan y esta compresión
produce un patrón distinto en el fondo cósmico de microondas. Estas ondas
tienen una 'lateralidad', al igual que las ondas de luz, y pueden presentar
polarizaciones diestras y zurdas.
El patrón de modo
B es una firma única de las ondas gravitacionales debido a su lateralidad. Esta
es la primera imagen directa de ondas gravitacionales en el cielo primordial.
El equipo examinó
las escalas espaciales en el cielo abarcando aproximadamente de uno a cinco
grados (dos a diez veces el ancho de la
Luna llena). Para hacer esto, viajaron al Polo Sur para
aprovechar su aire frío y seco y estable.
Los científicos se
sorprendieron al detectar una señal de polarización modo B considerablemente
más fuerte que la que muchos cosmólogos esperaban. El equipo analizó sus datos
durante más de tres años para descartar cualquier error. También descartaron
que la presencia de polvo en nuestra galaxia pudiera haber producido el patrón
observado, algo “altamente improbable”.
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