Diagrama de polarización del BICEP2, restos del Big BangAyer por la tarde un equipo del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian hizo público algo que se rumoreaba desde hace unos días cuando se anunció la rueda de prensa: la detección de ondas gravitacionales, prueba de la expansión original del Universo justo después del Big Bang y la posibilidad de conjugar la teoría general de la relatividad con la mecánica cuántica.

La teoría cosmológica del Big Bang, la más admitida actualmente*, expone que hace unos catorce mil millones de años un punto de densidad masiva (una singularidad espaciotemporal) se expandió a lo bestia en una “explosión” que lo llevaría al volumen total del Universo en cuestión de 10-35 segundos. Sería algo muchísimo más rápido que la velocidad de la luz, si no fuera que en aquel momento no había espacio ni tiempo. En realidad el concepto “explosión” es sólo una forma de hablar.

Mapa del Fondo Cósmico de MicroondasLas pruebas de este petío primordial hasta ahora habían sido la demostración de que los objetos estelares se están alejando unos de otros aceleradamente, la distribución de estos objetos en morfología y antigüedad, y la radiación de fondo de microondas que llena todo el cosmos como un residuo energético del suceso originario. Esta radiación ha sido mapeada desde su descubrimiento en 1965 con equipos cada vez más sensibles, como el COBE y el WMAP; pero ahora el telescopio BICEP2 situado en la Antártida ha rastreado los residuos de ondas gravitacionales, distorsiones del espacio-tiempo que predeciblemente ocurrirían ante un suceso de la magnitud de la inflación.

El propio concepto de la inflación deriva de una característica del fondo de microondas: es inusualmente homogéneo en todo el Cosmos. Corresponde a Alan Guth (1979) la idea de un proceso casi instantáneo que expande un Universo puntual a la escala cósmica, preservando las características de homogeneidad de ese punto. El causante de este proceso sería el campo inflatón, un campo escalar similar al de Higgs que, al acabar la inflación, se transformaría en toda la materia y energía del Universo. Al final de la inflación el plasma de partículas recién creadas es perturbado por oscilaciones de los campos cuánticos: el inflatón y campo gravitacional. Las ondas gravitacionales primordiales comprimen el espacio a medida que viajan y esta compresión produce un patrón distinto en el fondo cósmico de microondas. Como el fondo de microondas no deja de ser un tipo de luz, esas perturbaciones quedan registradas en forma de polarización, denominada modo B (el campo inflatón provoca una polarización de modo E).

Y eso es lo que ha pasado después de nueve años de investigación: el BICEP2 pudo captar polarizaciones B con una significancia de siete sigma, es decir, que difícilmente puede haber un error. Hay otros telescopios haciendo lo mismo, por lo que pronto se corroborarán estos datos definitivamente.

Detection of B-mode Polarization in the Cosmic Microwave Background with Data from the South Pole Telescope, publicación en arXiv

Visto en Agencia SINC entre otros.

Recomendado: Por primera vez se detecta un modo B de polarización en el fondo cósmico de microondas, en el blog de Francisco Villatoro, que es físico y seguro que lo describe mejor que yo (que suspendía Física regularmente cada trimestre)

* esta teoría llevó muchos años y descubrimientos para ser madurada, desde Einstein (a quien no le hacía gracia) a Friedman/Lemaître, Hubble que descubrió el movimiento expansionista de las galaxias, hasta Georges Gamow que en 1948 planteó la teoría más o menos como se conoce ahora.

ACTUALIZACIÓN!

A fecha de hoy 19/06/2014, el equipo responsable del análisis de datos del BICEP2 ha emitido una versión revisada en la que se plantea la posibilidad de que la polarización se deba al polvo atmosférico. Se supone que el telescopio estaba calibrado para compensar la falsa señal, pero por lo visto este factor pudo haberse subestimado… esto no significa que la información que se emitió sea falsa, sólo que ya no es tan absolutamente segura. Hay ocho experimentos similares recogiendo datos (incluyendo el BICEP3 y el Keck Array, ambos en la Antártida, el POLARBEAR en Chile, y datos del satélite Planck que serán publicados en octubre).