Nuevos datos espaciales confirman la teoría inflacionista del Big Bang
El Servicio de prensa de la Universidad de Stanford de hoy, 17.03.2014, proporciona la siguiente noticia
El Servicio de prensa de la Universidad de Stanford de hoy, 17.03.2014, proporciona la siguiente noticia (traducida)
La detección de ondas gravitacionales por el experimento de BICEP2 en el polo sur apoya la teoría de la inflación cósmica que explica el inicio del Universo. El descubrimiento, hecho en parte por profesor Chao-Lin Kuo, confirma el trabajo previo teórico de Andrei Linde (Stanford).
Hace casi 14 mil millones de años, brotó el Universo que hoy habitamos como consecuencia de un evento extraordinario que inició el Big Bang. En la fugaz primera fracción de segundo, el universo se expandió exponencialmente, extendiéndose más allá de la vista actual de los mejores telescopios de hoy. Por supuesto, todo esto era una teoría.
Los investigadores del trabajo realizado en BICEP2 han anunciado hoy la obtención de la primera evidencia directa que apoya la teoría conocida como “inflación cósmica”. Sus datos también representan las primeras imágenes de las ondas gravitacionales, o las ondulaciones en el espacio-tiempo. Estas ondas han sido descritas como los “primeros temblores del Big Bang”. Finalmente, los datos confirman una profunda conexión entre la mecánica cuántica y la relatividad general.
“Esto es muy emocionante. Hemos conseguido la primera imagen directa de las ondas gravitacionales, o de las ondulaciones en el espacio-tiempo a través del cielo primordial y verificado una teoría sobre la creación del universo entero” dijo Kuo Chao-Lin, profesor de física de Stanford y del SLAC National Accelerator Laboratory, uno de coautores de la investigación en el BICEP2.
Estos nuevos resultados proceden de las observaciones realizadas con el telescopio BICEP2 de fondo cósmico de microondas, un débil resplandor recordatorio del Big Bang. Pequeñas fluctuaciones en este resplandor proporcionan pistas sobre las condiciones existentes en el universo temprano. Por ejemplo, las pequeñas diferencias de temperatura a través del cielo muestran donde las partes del universo eran más densas, y eventualmente se condensaron en galaxias y cúmulos galácticos.
Como el fondo cósmico de microondas es una forma de luz, exhibe todas las propiedades de la luz, incluyendo la polarización. En la tierra, la luz del sol es dispersada por la atmósfera y se convierte en polarizada. Por ello, las gafas de sol polarizadas ayudan a reducir el deslumbramiento. En el espacio, el fondo cósmico de microondas se dispersó por los átomos y electrones y se polarizó también.
“Nuestro equipo perseguía un tipo especial de polarización llamado ‘modos-B’, que representa un patrón de “curvatura” en las orientaciones de la antigua luz polarizada,” explico otro de los investigadores, Jamie Bock, un profesor de física de Caltech y de la NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL).
Las ondas gravitacionales aprietan el espacio mientras viajan, y ello produce un patrón distinto en el fondo cósmico de microondas. Las ondas gravitacionales tienen un comportamiento parecido a las ndas de luz y pueden tener polarizaciones dextrógiras y levógiras.
Esa es la razón por la que el patrón de modo B arremolinado constituye una especie de firma característica única de las ondas gravitacionales debido a su uso de las manos, según Kuo.
El equipo examinó escalas espaciales en el cielo que abarcaban de 1 a 5 grados (2 a 10 veces el ancho de la luna llena). Para ello, realizaron el experimento en el Polo Sur para tomar ventaja de su aire frío, seco,estable, que permite mínimas variaciones en la tenue luz cósmica.
“El Polo Sur es lo más cerca que puedes alcanzar el espacio estando en el suelo terrestre” según el investigador principal John Kovac, profesor de Astronomía y física del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, quien lideró la implementación y el funcionamiento científico del proyecto. “Es uno de los lugares más secos y más claros en la tierra, perfecto para la observación de las microondas débiles del Big Bang”.
Los investigadores se sorprendieron al detectar una señal de polarización B-modo considerablemente más fuerte que lo esperado. El equipo analizó los datos durante más de tres años en un esfuerzo para descartar cualquier error. Asimismo, consideraron si el polvo en nuestra galaxia podría producir el patrón observado, pero los datos indican que esto es altamente improbable.
“Esto ha sido como buscar una aguja en un pajar, pero en su lugar encontramos una palanca,” según Clem Pryke, profesor asociado de física y astronomía de la Universidad de Minnesota.
El físico Alan Guth propuso formalmente la teoría inflacionaria en 1980, como una modificación de la teoría del Big Bang convencional, cuando era becario postdoctoral en el SLAC. En lugar de imaginar el principio del universo como una bola de fuego en rápida expansión, Guth teorizó que el universo se infló muy rápidamente desde un trocito del espacio y se convirtió exponencialmente en mucho mayor en una fracción de segundo. Esta idea inmediatamente atrajo mucha atención porque podría proporcionar una solución única a muchos problemas difíciles de explicar por la teoría estándar del Big Bang.
Sin embargo, como Guth, quien ahora es profesor de física en el MIT, inmediatamente se dio cuenta, algunas predicciones de su teoría contradecían algunos datos observacionales. En la década de 1980, el físico ruso Andrei Linde modificó el modelo con un concepto llamado “nueva inflación” y posteriormente con la “eterna inflación caótica”, los cuales generan predicciones muy semejantes a lo observado ahora.
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