Vea También
El modelo estándar de la cosmología es una descripción extraordinariamente potente y precisa del universo, que traza su evolución desde el big bang hasta su estado actual, pero no está exento de misterios. Una de las mayores cuestiones sin resolver del modelo estándar es la conocida como inflación cósmica temprana.
La idea es que en los primeros momentos tras el big bang, el universo tuvo un intenso chasquido de expansión. Las distancias espaciales del orden de un nanómetro se expandieron a más de 10 años luz en una pequeña fracción de segundo. Es una idea descabellada, pero está ampliamente aceptada entre los cosmólogos. Por un lado, sabemos que la expansión cósmica es real porque la observamos en el universo actual. Por otro, la expansión cósmica temprana explicaría tres hechos importantes sobre el universo. Se ha observado que es espacialmente plano a grandes escalas, que su temperatura de fondo es extremadamente uniforme y que no hemos observado ninguna física extraña como los monopolos magnéticos.
Pero que un modelo tenga sentido no significa que sea cierto. Aunque la expansión cósmica temprana tiene un gran apoyo teórico, actualmente no hay ninguna confirmación observacional de la misma. Encontrar observaciones que la respalden ha resultado extremadamente difícil. Tan difícil que hace varios años un gran estudio conocido como BICEP2 se vio envuelto en cierta polémica.
 |
| Aquí se muestran los patrones de polarización en modo B reales proporcionados por el telescopio BICEP2. Crédito de la imagen: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics |
El BICEP Collaboration es un telescopio con sede en la Antártida que observa la luz del fondo cósmico de microondas. La luz del fondo cósmico está polarizada, es decir, tiene una orientación. A gran escala, esta polarización puede adoptar dos formas: La polarización en modo E y en modo B. El BICEP busca la polarización en modo B porque es el modo que puede ser causado por las ondas gravitacionales primordiales provocadas por la expansión cósmica temprana. Según la teoría, el primer chasquido de la inflación fue como el sonido de una campana cósmica, y sus ondas gravitacionales aún resuenan en el universo. Estas ondas pueden retorcer la luz polarizada en una orientación de modo B.
El problema es que la polarización en modo B también puede ser causada por otros efectos, como las lentes gravitacionales y el polvo interestelar. En 2014, BICEP2 anunció que había descubierto pruebas de modo B de la inflación cósmica, pero luego tuvo que retirar sus afirmaciones para ser más tentativas. El resultado de BICEP2 fue que los resultados no eran concluyentes. Pero se han publicado nuevos resultados de la colaboración BICEP, y son un poco más alentadores.
 |
| Modos de polarización observados en BICEP3. Crédito: BICEP/Keck Collaboration |
Este nuevo trabajo utiliza datos de la última serie de observaciones del BICEP, conocida como BICEP3, así como observaciones de Planck, WMAP, Keck y BICEP2. Los datos combinados reducen los niveles de ruido hasta un punto inferior a los niveles de señal de algunos modelos inflacionarios. A este nivel, no encontraron ninguna polarización en modo B que no pudiera explicarse por el polvo u otros efectos. En otras palabras, no vieron evidencia de ondas gravitacionales primordiales. Esto significa que se puede descartar una amplia gama de los llamados modelos "simples" de inflación cósmica temprana. Si la inflación cósmica temprana existe, su efecto debe ser más sutil de lo que pensábamos.
Esto es emocionante porque significa que nos estamos acercando rápidamente al punto en el que la inflación cósmica temprana será confirmada o rechazada. En la próxima década, las nuevas observaciones permitirán observar por fin las ondas gravitacionales primigenias o los cosmólogos tendrán que replantearse seriamente los primeros momentos del universo.
Fuentes, créditos y referencias:
Ade, P. A. R., et al. “Improved constraints on primordial gravitational waves using Planck, WMAP, and BICEP/Keck observations through the 2018 observing season.” Physical Review Letters 127.15 (2021): 151301.
Imagen: Imagen: El telescopio BICEP3 situado en la estación Amundsen-Scott del Polo Sur en la Antártida. (El faldón metálico que rodea el telescopio lo protege de la luz reflejada por el hielo circundante). Los nuevos resultados que analizan los datos del BICEP3 junto con los datos anteriores y los conjuntos de datos de las misiones espaciales han mejorado las restricciones anteriores sobre los tipos de modelos de inflación que podrían describir los primeros momentos del universo. Crédito: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Créditos a Universe Today