WMAP revela neutrinos, el final de la Edad Oscura y el primer segundo del universo

La NASA publicó este semana cinco años de datos recopilados por la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson (WMAP) que refine nuestra comprensión del universo y su desarrollo.

Es un tesoro escondido en la información, incluyendo al menos tres hallazgos principales:

1. Nuevas pruebas de que un mar de neutrinos cósmicos impregna el universo.
2. Evidencias claras de que las primeras estrellas necesitaron más de 500 millones de años para crear una niebla cósmica
3. Nuevas restricciones más estrictas sobre el estallido de la expansión en la primera billonésima de segundo del universo

Fluctuaciones en las microondas cósmicas de WMAP de todo el cielo con 5 años de datos. Los colores representan las diminutas fluctuaciones de temperatura del brillo remanente de los inicios del universo: las regiones en rojo más cálidas y las azules más frías. Crédito: Equipo científico de WMAP

“Estamos viviendo una época extraordinaria”, dijo Gary Hinshaw del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “La nuestra es la primera generación en la historia humana en hacer tales medidas tan detalladas y de tan lejano alcance del universo”.

WMAP mide un resto de los inicios del universo – su más antigua luz. Las condiciones de los inicios del tiempo están impresos en esta luz. Es el resultado de lo que sucedió antes, luz de fondo para el posterior desarrollo del universo. Esta luz pierde energía conforme se expande el universo a lo largo de 13 700 millones de años, por lo que WMPA ahora ve la luz como microondas. Haciendo mediciones precisas de los patrones de microondas, WMAP ha contestado a muchas viejas preguntas sobre la edad del universo, su composición y desarrollo.

El universo está inundado en un mar de neutrinos cósmicos. Pero partículas subatómicas casi sin masa vuelan a casi la velocidad de la luz. Millones de neutrinos cósmicos pasan a través de tu cuerpo cada segundo.

“Un bloque de plomo del tamaño de todo nuestro sistema solar ni siquiera se acercaría a detener a un neutrino cósmico”, dijo el miembro del equipo científico Eiichiro Komatsu de la Universidad de Texas en Austin.

WMAP ha encontrado pruebas del conocido como “fondo de neutrinos cósmicos” procedente de los inicios del universo. Los neutrinos formaron una parte mucho mayor en los inicios del universo de lo que hoy lo hacen.

La luz de microondas vista por WMAP de cuando el universo apenas tenía 380 000 años de antigüedad, demuestra que, en esa época, los neutrinos formaban el 10% del universo, los átomos el 12%, la materia oscura el 63%, los fotones el 15% y la energía oscura era insignificante. Por contra, las estimaciones de los datos de WMAP muestran que el universo actual contiene un 4,6% por ciento de átomos, 23% de materia oscura, 72% de energía oscura y menos de un 1 por ciento de neutrinos.

Los neutrinos cósmicos existieron en números tan enormes que afectaron al desarrollo de los inicios del universo. Esto, a su vez, influyó en las microondas que observa WMAP. Los datos de WMAP sugieren, con una razón del 99,5 por ciento de confianza, la existencia de un fondo de neutrinos cósmicos – la primera vez que esta prueba se deduce de las microondas cósmicas.

Gran parte de los que revela WMAP sobre el universo es debido a los patrones en los cielos nocturnos. Los patrones surgen a partir de las ondas de sonido en los inicios del universo. Como el sonido del punteo de una cuerda de guitarra, existe una nota primaria y una serie de armónicos, o sobretonos. El tercer sobretono, ahora captado con claridad por WMAP, ayuda a proporcionar la prueba para los neutrinos.

El joven universo denso y caliente era un reactor nuclear que producía helio. Las teorías basadas en la cantidad de helio que vemos hoy predicen un mar de neutrinos que deberían haber estado presentes cuando se fabricó el helio. Los nuevos datos de WMAP concuerdan con la predicción, junto con medidas precisas de las propiedades de los neutrinos realizadas por los colisionadores de partículas de la Tierra.

Otro avance derivado de los datos de WMAP es la clara evidencia de que las primeras estrellas necesitaron más de 500 millones de años para crear una niebla cósmica. Los datos proporcionan unas nuevas visiones cruciales sobre el final de la “Edad Oscura”, cuando la primera generación de estrellas comenzó a brillar. El resplandor de estas estrellas creó una fina bruma de electrones en el gas de alrededor que dispersa las microondas, de la misma forma que la niebla dispersa la luz de los faros de un coche.

“Ahora tenemos pruebas de que la creación de esta niebla fue un proceso largo, comenzando cuando el universo tenía aproximadamente 400 millones de años y terminando en 500 millones de años”, dijo la miembro del equipo de WMAP Joanna Dunkley de la Universidad de Oxford en el Reino Unido y la Universidad de Princeton en Princeton, Nueva Jersey. “Estas medidas son actualmente posibles sólo con WMAP.”

Un tercer gran hallazgo que surge de los nuevos datos de WMAP coloca fuertes restricciones sobre el asombroso estallido de crecimiento en la primera billonésima de segundo del universo, conocido como “inflación”, cuando las ondas en el mismo tejido del espacio-tiempo pudieron crearse. Algunas versiones de la teoría de la inflación ahora quedan eliminadas. Otras han obtenido mayor apoyo.

“Las nuevos datos de WMAP descartan ideas de la corriente principal que buscan describir el estallido de crecimiento en los inicios del universo”, dijo el investigador principal de WMAP, Charles Bennett, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland. “Es asombroso que audaces predicciones de eventos de los primeros momentos del universo ahora se vean confrontadas con medidas sólidas”.

Los datos de 5 años de WMAP se publicaron esta semana, y los resultados se enviaron en un conjunto de artículos científicos a la revista Astrophysical Journal. Para más información ver http://wmap.gsfc.nasa.gov

Antes de la publicación de los nuevos datos, WMAP ya había hecho un par de hallazgos remarcables. En 2003, la determinación de la sonda de que existe un gran porcentaje de energía oscura en el universo eliminaba dudas sobre la propia existencia de la energía oscura. El mismo año, WMAP también apuntaba a 13 700 años como la edad del universo.

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Fecha Original: 7 de marzo de 2008
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Fuente: Ciencia Kanija