La detección de ondas gravitacionales en la radiación cósmica de fondo confirma la idea de que el universo vivió una expansión extraordinaria en los primeros instantes tras su formación
26 mar 2014 . Actualizado a las 12:46 h.El lunes de la semana pasada, astrónomos de la Universidad de Harvard anunciaron la detección de ondas gravitacionales en la radiación cósmica de fondo, un hallazgo que de confirmarse posiblemente sea merecedor de un premio Nobel. Estas ondas serían algo así como arrugas en el espacio-tiempo que conforma el universo. Su existencia se deduce de la teoría de la relatividad de Einstein, según la cual el espacio y el tiempo forman una especie de tejido cuya geometría se distorsiona ante la presencia de una masa, por ejemplo un planeta o una estrella.
Para entenderlo podemos pensar en la superficie de una cama elástica, que se deforma cuando caminamos sobre ella. Desde este punto de vista, la fuerza de la gravedad que atrae unos cuerpos hacia otros no sería más que el resultado de la deformación del espacio-tiempo, más intensa cuanto mayor es la masa y más cerca nos encontramos de ella.
Ondas gravitacionales
Para detectar estas ondas gravitacionales se ha utilizado el telescopio Bicep2, instalado en el Polo Sur, uno de los siete proyectos (uno de ellos está en Tenerife) que trataban de confirmar su existencia. El motivo de este interés se debe a que estas ondas gravitacionales serían el resultado de un período de rápida expansión (denominada inflación) que habría experimentado el universo poco después de su aparición. Se trata de un período brevísimo dentro del primer segundo de vida del universo, en el que su tamaño habría aumentado a una velocidad formidable, desde que era miles de millones de veces más pequeño que un protón hasta que llegó a ocupar un volumen equivalente al de un grano de arena. Desde entonces, el universo no ha dejado de expandirse, aunque a un ritmo mucho más lento. Según Alan Guth, uno de los autores de la teoría, la inflación sería lo que puso el bang (o explosión) en el big bang.
El problema es que hasta ahora no se había logrado encontrar ninguna evidencia observable de tal inflación, aunque se sospechaba que la pistola humeante debería encontrarse en la radiación cósmica de fondo. Esta radiación es como un baño de microondas que emana de todos los lugares del universo y que procede del instante en el que el universo se había expandido y enfriado lo suficiente como para permitir que la luz fluyese entre la materia.
Este suceso tuvo lugar unos 400.000 años después de la inflación, cuando el universo ya tenía un tamaño comparable al que hoy ocupa nuestra galaxia. Las imágenes cada vez más detalladas de este fondo de microondas muestran pequeñas irregularidades que hoy interpretamos como las aglomeraciones primigenias de materia que posteriormente darían lugar a las galaxias. Estas irregularidades solo pueden explicarse como el fruto de la perturbación que supuso el período de inflación, que habría provocado ondas gravitacionales suficientemente intensas como para dejar una marca indeleble en la radiación cósmica de fondo que todavía hoy sigue llegando hasta nosotros.
Y ese rastro es, precisamente, lo que se acaba de encontrar.
Actividades
El modelo del globo
Para comprender lo que significa un universo en expansión podemos recurrir a la popular analogía del globo que se hincha. Con un rotulador indeleble dibuja unos cuantos lunares por la superficie de un globo desinflado. A continuación ínflalo un poco y mide con una cinta la distancia entre varios de esos puntos. Luego sigue introduciendo aire y vuelve a tomar medida de esas distancias. En este modelo, el universo es la superficie del globo y su expansión hace que todos los puntos que has dibujado se alejen unos de otros.
El modelo de la sábana
Einstein era un científico sumamente creativo, capaz de desarrollar ideas nuevas y sorprendentes para explicar fenómenos que ya parecían muy trillados. Una de sus intuiciones más brillantes fue la percepción de que la presencia de una masa deforma la geometría del espacio tiempo, de tal modo que lo que llamamos fuerza de la gravedad no es otra cosa que el resultado de esa deformación. Puedes acercarte a esta idea jugando sobre una cama elástica, o tensando entre varios una sábana y depositando sobre ella objetos de diversas masas. Si haces rodar canicas por la superficie deformada podrás comenzar a ver con los ojos de Einstein por qué los planetas giran alrededor de las estrellas.
Pregunta a un científico
La idea de que el universo tuvo un instante inicial y no ha dejado de expandirse es tan fascinante que ha dado lugar a un buen puñado de preguntas. Por ejemplo, sabemos cómo se creó la Tierra, pero ¿cómo se creó el universo? (http://bit.ly/1idxx2u). El universo se está haciendo cada vez más grande poco a poco. Si sigue así, ¿qué pasará? (http://bit.ly/1cSploZ). Si la Tierra se creó con la explosión del «big bang», ¿cómo se creó el Sol? (http://bit.ly/Np9r9D). ¿Por qué se creó el «big bang»? (http://bit.ly/1p5ppSs). ¿Como e por que se produciu o «big bang»? (http://bit.ly/1kY8WST). Seguro que ahora, con estos nuevos hallazgos, las preguntas serán todavía más difíciles de responder.