El equipo del Telescopio del Polo Sur buscará ondas gravitatorias.
Durante la próxima década, una delicada medida de la luz primordial podría revelar pruebas sólidas para la popular teoría de la inflación cósmica, la cual propone que una fluctuación de densidad aleatoria microscópica en el tejido del espacio-tiempo dio nacimiento al universo en un gran estallido de calor aproximadamente hace 13 700 millones de años.
Aurora austral sobre el Telescopio del Polo Sur
Entre los cosmólogos que buscan estas débiles señales estará John Carlstrom, Distinguido Profesor S. Chandrasekhar en Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Chicago. Carlstrom opera el Telescopio del Polo Sur (SPT) junto con un equipo de científicos de nueve instituciones en su búsqueda de pruebas sobre el origen y evolución del universo.
Ahora, en su agente está colocar la teoría de la inflación cósmica en la prueba observacional más restrictiva hasta el momento. La prueba: detectar ondas gravitatorias extremadamente débiles, las cuales predice la Teoría de la Relatividad General de Einstein que deberían producirse en la inflación cósmica.
“Si se detectan ondas gravitatorias, nos dirá mucho sobre la inflación de nuestro universo”, dijo Carlstrom. También descartaría distintas ideas rivales para el origen del universo. “Existen menos de las que solía haber, pero no predicen un Big Bang caliente y extremo, esta fluctuación cuántica con la que todo inició”, dice. Tampoco producirían ondas gravitatorias en niveles detectables.
Carlstrom y su colega Scott Dodelson estuvieron en un panel de cosmólogos debatiendo estos y otros temas relacionados el lunes 16 de febrero en la reunión anual de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia en Chicago. Sus sesiones, “Orígenes y Finales: Desde el inicio al final del universo”, se impartirán desde las 9:30 a.m. a 12:30 p.m. en el Hotel Hyatt Regency.
Los miembros del panel incluyen a Alan Guth del Instituto Tecnológico de Massachusetts. En 1979, Guth propuso la teoría de la inflación cósmica, la cual predice la existencia de un número infinito de universos. Desafortunadamente, los cosmólogos no tienen forma de comprobar esta predicción.
“Dado que son universos separados, por definición eso significa que nunca podremos tener contacto con ellos. Nada de lo que suceda allí tiene impacto sobre nosotros”, dijo Dodelson, científico en el Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi Ny Profesor de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Chicago.
Pero existe una forma de estudiar la validez de la inflación cósmica. El fenómeno habría producido dos clases de perturbaciones. La primera, las fluctuaciones en la densidad de las partículas subatómicas tendría lugar de forma continua a través del universo, y los científicos ya las han observado.
“Normalmente tienen lugar a escala atómica. Ni siquiera nos damos cuenta de ello”, dijo Dodelson. Pero la inflación instantáneamente estiraría estas perturbaciones a proporciones cósmicas. “Esa descripción funciona de verdad. Podemos calcular cómo debería ser esas perturbaciones, y resulta que son exactamente las que producen las galaxias que vemos en el universo”.
La segunda clase de perturbaciones serían las ondas gravitatorias — distorsiones Einsteinianas en el espacio y el tiempo. Las ondas gravitatorias serían ascendidas a proporciones cósmicas, tal vez incluso lo bastante fuertes para que los cosmólogos las detecten con sensibles telescopios ajustados en la frecuencia adecuada de radiación electromagnética.
“Deberíamos ser capaces de ver si los instrumentos de John son lo bastante sensibles”, dijo Dodelson.
Carlstrom y sus asociados están construyendo un instrumento especial, un polarímetro, como un añadido al SPT, para buscar ondas gravitatorias. El SPT funciona en longitudes de onda submilimétricas, entre las microondas y el infrarrojo en el espectro electromagnético.
Los cosmólogos también usan el SPT en su búsqueda para resolver el misterio de la energía oscura. Una fuerza repulsiva, la energía oscura que separa el universo sobrepasando la gravedad, la fuerza atractiva ejercida por toda la materia. La energía oscura es invisible, pero los astrónomos son capaces de ver su influencia en cúmulos de galaxias que se formaron en los últimos miles de millones de años.
El SPT detecta la radiación del fondo de microondas cósmico (CMB), el brillo del Big Bang. Los cosmólogos han buscado en una gran cantidad d de datos del CMB, el cual representa los vigorosos tambores y trompetas de la sinfonía cósmica. Pero ahora, la comunidad científica tienen sus oídos preparados para los tonos de instrumentos más sutiles — las ondas gravitatorias — que subyacen al CMB.
“Tenemos estos componentes clave en nuestra descripción del universo, pero en realidad no sabemos qué física produce cada uno de ellos”, dijo Dodelson sobre la inflación, la energía oscura y la igualmente misteriosa materia oscura. “El objetivo de la próxima década es identificar la física”.
Autor: Steve Koppes
Fecha Original: 16 de febrero de 2009
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Vía Ciencia Kanija
Imagen actualizada por la USNO
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