Se desvanece el eco del Big Bang

El pasado viernes se confirmó que las ondas gravitacionales, uno de los hallazgos más importantes del año pasado, surgieron de un error de medición. Sin embargo, los intentos por encontrarlas continúan.

Imagen tomada por el satélite Planck. Los colores representan el brillo del polvo interestelar y la textura muestra el campo magnético de la galaxia. Esta señal fue la que confundieron con ondas gravitacionales. / ESA

Esta semana se cierra un agitado capítulo en la búsqueda de respuestas sobre la historia del universo. El que comenzó en marzo de 2013 con el anuncio del descubrimiento de ondas gravitacionales provenientes del universo temprano, tras las observaciones de la radiación de fondo de microondas hechas por el telescopio Bicep2. Es el mismo capítulo que durante los últimos meses puso de moda términos como inflación cósmica y ondas gravitacionales primordiales; que llevó a las portadas la imagen de un solitario telescopio observando el cielo desde el Polo Sur y que devolvió el Big Bang a las noticias diarias.

El descubrimiento de las ondas gravitacionales sustenta la teoría de la inflación cósmica, una de las mejores ideas que tenemos sobre cómo nuestro universo alcanzó su tamaño y cuál fue el origen de su estructura. Sin embargo, el análisis conjunto de los datos de Bicep2 y del satélite Planck, de la Agencia Espacial Europea (ESA), indica que no hay evidencia concluyente de la presencia de dichas ondas.

Así lo anunció la ESA el viernes pasado, luego de que los resultados del análisis se filtraran y se difundieran a través de Twitter, sin dar tiempo a las explicaciones que iban a acompañar su publicación en edición de la revista Physical Review Letters, programada para este martes.

¿Pero entonces hay que archivar nuestro conocimiento sobre el Big Bang? No. El Big Bang sigue siendo nuestra mejor explicación sobre el origen del Universo y se basa en observaciones muy firmes. Por ejemplo, la existencia de la radiación de fondo microondas en el cielo o la expansión acelerada que medimos con la luz de las supernovas.

Lo que no sabemos muy bien es lo que sucedió en los instantes que siguieron al Big Bang. Detectar ondas gravitacionales provenientes de esa época nos permitiría atar muchos cabos sueltos. Por eso los astrofísicos están buscando su presencia a través de la observaciones de telescopios espaciales (como Planck), telescopios en globo (como Spider) y telescopios en la superficie de la Tierra (como Bicep2, Keck y SPT, en el Polo Sur, o ACT y PolarBear en el desierto de Atacama en Chile).

Pero, ¿qué fue lo que sucedió con las mediciones? La radiación de fondo de microondas, que no es más que luz en forma de microondas que viene de todas partes del cielo, fue descubierta en 1965 y desde entonces se convirtió en una herramienta fundamental para estudiar el origen del universo. En los últimos 50 años hemos aprendido a medir esa luz con gran precisión y ahora tenemos instrumentos tan sensibles que, en principio, nos permitirían ver la huella de las ondas gravitacionales.

El Big Bang no es la única fuente de luz de microondas en el cielo. El polvo de nuestra galaxia también brilla en esas frecuencias. De la misma manera en que no se puede saber si el vestido de Ingrid Bergman en Casablanca es en realidad azul o violeta —porque la película es en blanco y negro—, los experimentos necesitan medir más de un color para ver la diferencia entre la radiación de fondo de microondas y el polvo interestelar.

En términos técnicos, el telescopio Bicep2 y Keck, su sucesor, miden la radiación de microondas en frecuencias de luz que atraviesan la atmósfera de la Tierra y es casualmente en esas frecuencias donde la radiación de fondo es más brillante. Las frecuencias de luz en las que el polvo interestelar es más brillante no atraviesan la atmósfera y por eso es difícil determinar si la luz de microondas medida proviene solamente de la radiación de fondo o está contaminada por el brillo del polvo interestelar. Entonces, para saber si el vestido de Ingrid Bergman en Casablanca es azul o violeta (combinación de azul y rojo), hace falta medir la luz azul y roja, que es exactamente lo que hace una cámara de cine a color o el ojo humano.

Cuando Bicep2 hizo el anuncio en marzo de 2013, ellos descartaron la presencia del brillo del polvo interestelar en la porción de cielo que observaron, basándose en los modelos disponibles. Habían observado un cuadrito del vestido con mayor sensitividad que ningún otro experimento, pero lo veían en blanco y negro y usaban información de otras fuentes para afirmar que no era violeta. Planck, ubicado entre la Tierra y Marte, observa el cielo en nueve frecuencias distintas, incluyendo algunas dominadas por el brillo del polvo interestelar. Planck veía el vestido completo, con menor sensitividad que Bicep2 o Keck, pero con una cámara de Technicolor.

El resultado presentado esta semana es producto del análisis conjunto en que los dos equipos trabajaron por más de seis meses. Y la conclusión es que la medición de Bicep2 está contaminada por el brillo del polvo interestelar.

Pero en realidad estamos lejos del último capítulo en nuestra búsqueda de respuestas sobre el universo. Con Spider esperando a ser rescatado en Antártica, Keck en el Polo Sur, el inminente anuncio de los análisis de Planck y las numerosas propuestas de nuevos experimentos, la búsqueda de las ondas gravitacionales apenas comienza.

 

 

 

* PhD en Astronomía y Astrofísica. Miembro del consorcio Planck y la colaboración Spider.

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