Hace tres semanas escuchamos el anuncio de lo que muchos ya han denominado “el descubrimiento del siglo”: se ha detectado la primera evidencia de ondas gravitacionales. Científicos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian anunciaron los resultados de su experimento denominado BICEP2 ubicado en el Polo Sur. Este descubrimiento abre un nuevo campo de juegos donde la comunidad científica podrá empezar a poner a prueba sus teorías. Pero claro, este es el resultado de un solo experimento, y como buenos científicos debemos ponerlo a prueba. Existe al menos media docena de experimentos que continúan buscando esas extrañas señales, como por ejemplo: el Telescopio del Polo Sur (SPTPol, por sus siglas en inglés); el Telescopio Cosmológico en Atacama (ACTPol) en Chile y el POLARBEAR también ubicado en el desierto de Atacama. Los datos de dichos experimentos concretarán o refutarán este hallazgo. Sin embargo, todos estos instrumentos están situados en los polos o en montañas desérticas donde podemos aislarnos de la contaminación lumínica de las grandes ciudades. Pero hay un lugar aún mejor para realizar las observaciones astronómicas: el espacio. Es por ello, sin lugar a dudas que las miradas de los científicos están puestas en la misión que precisamente hace un año cambió la manera de ver nuestro Universo: la misión Planck .
En la frontera de nuevos fenómenos cosmológicos
Si fabricar un Universo fuera como hacer un pastel, los datos del satélite Planck cambiaron la receta. Según los datos de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), nuestro universo requiere una pizca más de materia ordinaria de lo que pensábamos y algo menos de los ingredientes misteriosos de los cuales apenas conocemos nada. Estos nuevos resultados mantuvieron emocionado al mundo científico y a la vanguardia de ideas que describirán con mayor precisión el Universo que habitamos.
¿De qué trata esta nueva era del conocimiento cosmológico? Permítame guiarle por un breve recorrido en la noticia que tiene a los cosmólogos con los ojos en el cielo.
Es bien conocido que nuestros ojos en el enorme y oscuro Universo en el que vivimos son los satélites artificiales. Con estos instrumentos somos capaces de visualizar y captar los más intrigantes datos astronómicos que nos dan indicio de lo que se encuentra a nuestro alrededor y más allá de lo que nuestra imaginación comprende. Mientras más refinados, hablando en el sentido tecnológico, sean estos aparatos, más posibilidades tenemos de conocer los fenómenos que ocurrieron, ocurren y podrían ocurrir en nuestro Universo. Es así como Planck, una misión de la Agencia Espacial Europea, ha surgido como uno de los satélites que han aportado en años recientes resultados astronómicos que alimentan nuevas perspectivas acerca de lo que podría estar compuesto el Universo, su forma, su edad y el futuro que le depara.
Figura 2. Cronología histórica de las misiones científicas dedicadas al estudio del Universo y sus secretos. 1965: Arno Penzias y Robert Wilson descubren la radiación cósmica de fondo con el uso de su altamente sensitiva radio antena. 1992: Se construye el primer satélite destinado a estudiar la cosmología, conocido también como Explorer 66. 2003: Nombrado en honor a uno de los pioneros en cosmología, David T. Wilkinson, la misión WMAP fue diseñada para comprobar las teorías sobre el origen y evolución del Universo. 2013: Conocida anteriormente como Planck Surveyor, esta misión europea fue lanzada en el año 2009 reportando al año siguiente su primera imagen y en marzo de 2013 divulgando los resultados más refinados hasta la fecha. [Diseño por la autora].
El satélite Planck, desde su lanzamiento en 2009, exploró todo el cielo, observando las frecuencias de radio y microondas del Universo. Parte de esta luz proviene de estrellas, otra de grumos de polvo frío, unas más de las estrellas en explosión o de galaxias distantes. Pero existe una parte de ella que viene desde más lejos...mucho más lejos, miles de millones de años luz, de hecho, todo el camino desde el borde del universo observable.
Esa luz fue emitida por primera vez cuando el Universo era muy joven, de unos 380 000 años. Fue cegadoramente brillante, pero en sus eones de duración de viaje se ha atenuado y enrojecido. Luchando desde entonces contra la expansión del Universo, la longitud de onda de esta luz se ha extendido a regiones de menor energía (más rojas) por lo que llega a nosotros en forma de microondas. El satélite Planck logró captar esta luz (conocida formalmente como radiación de fondo de microondas) por alrededor de 15 meses, con instrumentos mucho más sensibles que los antes conocidos.
La luz de los inicios del Universo no se muestra tan suave. Imagine que se pone en el camino contrario a la trayectoria de la luz hasta que vea manchas ligeramente brillantes y ligeramente más tenues. Estos corresponden a los cambios de temperatura del Universo en una escala de 1 parte en 100 000. Eso es increíblemente pequeño, pero tiene profundas implicaciones. Se cree que esas fluctuaciones se imprimieron en el Universo cuando tenía una billonésima de una billonésima de segundo de edad, y que creció cuando el Universo se expandió. Ahí mismo se encontraban las semillas de las galaxias y cúmulos de galaxias que vemos actualmente.
Lo que comenzó como fluctuaciones cuánticas cuando el Universo observable era más pequeño que un protón, se han convertido en las mayores estructuras en el cosmos con cientos de millones de años luz de diámetro. Deténgase el lector un momento y deje que se deposite esta idea en su cerebro...resulta impactante el visualizar dicho escenario ¿verdad?
Y resulta que esas fluctuaciones son la clave para las observaciones del satélite Planck. Al observar esos pequeños cambios en la temperatura podemos averiguar mucho sobre el Universo. Los científicos pasaron años buscando y analizando los datos del satélite Planck. Y lo que encontraron confirmó algo que sabíamos es bastante sorprendente, generando el 21 de marzo de 2013 la publicación de 29 artículos de investigación. Hagamos un breve resumen de los resultados:
- El Universo tiene una edad de 13.82 mil millones de años.
- El Universo se está expandiendo un poco más lentamente que lo que se esperaba.
- El Universo contiene 4.9 % de materia ordinaria, 26.8 % de materia oscura y 68.3 % de energía oscura.
- El Universo es asimétrico: sólo un poco, sólo un indicio, pero que tiene profundas implicaciones.
¿Qué significa todo esto? ¿Qué implicaciones tendrían estos cambios en nuestro vecindario cósmico? Todo esto y algo más en la siguiente entrega: “Una nueva receta cósmica”.
¡Porque aún hay mucho que probar!
La comunidad científica está encantada con estos resultados, y como buenos científicos nos gusta cuando llegamos a mejores mediciones, con más detalles y números refinados. Así es como se prueban las teorías y nos ayudan a entender mejor nuestras ideas.
El satélite Planck nos ha entregado un mapa completo del Universo durante el tiempo que estuvo en operación entre los años 2009 y 2013. Sin embargo, este análisis aún no está completado, y es aquí donde este instrumento tendrá que entrar al escenario de la detección de las ondas gravitacionales. La misión Planck aún no revela el análisis de estas medidas, que muy probablemente puedan confirmar o descartar en los siguientes meses los resultados de BICEP2.
Cuando se verifique este importante descubrimiento tendremos a la mano las herramientas que precisarán el paradigma inflacionario. Mientras tanto...¡esperemos a que Planck nos sorprenda por segunda vez!
Acerca del autor:
Celia Escamilla Rivera es Doctora Europeus por la Universidad del País Vasco y la Universidad de Oxford. Actualmente investigadora visitante en la Universidad de Nottingham, Reino Unido. Su investigación se centra en la interacción entre la cosmología teórica y observacional.