Un equipo de astrofísicos del Centro Harvard-Smithsonian observó recientemente lo que podría ser la primera pista directa de la teoría del Big Bang: que el universo ha pasado de una singularidad hace 13.700 millones de años a la masa muy dispersa de hoy. Expansión constante.

Durante una encuesta realizada entre 2010 y 2012, el radiotelescopio BICEP2 detectó la primera visión de una onda gravitacional. Este es un fenómeno originalmente predicho por Albert Einstein en su Teoría de la relatividad, según la cual la gravedad sería la distorsión del espacio causada por cuerpos grandes, y ocurriría solo en eventos cataclísmicos como la fusión de Dos agujeros negros

La detección de ondas gravitacionales refuerza la teoría de expansión temprana del Universo Fuente de la imagen: Reproducción / Wikimedia Commons

Esa ola se habría originado en la billonésima parte de una billonésima de segundo cuando el universo experimentó el comienzo de la expansión predicha por los defensores del Big Bang, lo que, según los científicos, es evidencia de este movimiento inicial.

De hecho, el propio Einstein había descrito el modelo como inobservable. Su evidencia en la práctica, además de reforzar la teoría del Big Bang, también debe alterar y / o consolidar profundamente varios paradigmas científicos actuales. Vale la pena mirar esto más de cerca.

La estación Amundsen - Scott South Pole, donde se encuentra el radiotelescopio BICEP2 Fuente de la imagen : Reproducción / Harvard

En términos de impacto, el evento se ha comparado con la verificación del bosón de Higgs (realizada en 2012 en el CERN).

El vínculo entre Einstein y Newton

Según la Teoría de la relatividad de Einstein, cada cuerpo grande causa distorsiones notables en la malla misma del espacio, que se estira o se aprieta según sus dimensiones (ver imagen a continuación). Para el físico, esta sería la definición de la controvertida fuerza conocida como "gravedad".

El "espacio curvo" propuesto por Einstein. La gravedad sería una distorsión espacial. Fuente de la imagen: Reproducción / Wikimedia Commons

Sin embargo, a diferencia de las otras fuerzas fundamentales de la física cuántica (electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte y fuerza nuclear débil), la gravedad, hasta el descubrimiento del equipo del Centro Harvard-Smithsonian, las ondas gravitacionales nunca habían escapado de los límites de los modelos teóricos.

Radiación de fondo cósmico

Aunque continuó propagándose a través del cosmos, las ondas gravitacionales eventualmente se volvieron increíblemente débiles, lo que impide su detección por, digamos, medios convencionales. Ahí es donde entra el radiotelescopio BICEP2.

"Rastros" dejados por ondas gravitacionales primordiales en partículas elementales Fuente de la imagen: Reproducción / Harvard

Al trabajar en base a la detección de ondas de radio, el dispositivo es capaz de escanear la llamada radiación de fondo cósmica. En particular, el equipo del Centro Harvard-Smithsonian buscó pistas del estándar de polarización en modo B - RCF que solo podía ser producido por residuos de ondas gravitacionales, que representan un tipo de "traza" dejado por dichas ondas de partículas fundamentales (ver imagen arriba) .

Se detectaron ondas gravitacionales después del examen microscópico de los datos BICEP2 Fuente: Reproducción / Wikimedia Commons

Aval científico

Aunque el descubrimiento aún está sujeto al escrutinio de la comunidad científica, el consenso general ha sido bastante favorable. Es, de hecho, una prueba de que uno ha pasado de "nada" a la organización cosmológica actual a través del evento catastrófico conocido como el Big Bang hace aproximadamente 14 mil millones de años.

Concepto artístico que trae la expansión desatada por el Big Bang a lo largo de los años. Fuente de la imagen: Reproducción / Wikimedia Commons

En otras palabras, sería la prueba definitiva de que la estructura del universo, incluido lo que ves, lo que sabes y todo lo que puede suceder, se decidió en un pequeño flujo gravitacional que ocurrió en la primera billonésima parte de una billonésima de segundo. El cosmos llegó a existir. Si el descubrimiento se demuestra, lo que queda es esperar los desarrollos.

Preguntas frecuentes: Después de todo, ¿qué se ha demostrado exactamente?

Ante el descubrimiento del Harvard-Smithsonian Center, el escritor Luis Fernando Verissimo probablemente preguntaría: "¿Qué tiene que ver esto con mi café con leche de todos modos?" De hecho, para una cabeza no iniciada, puede ser un poco difícil entender las dimensiones de la detección del radiotelescopio BICEP2, ¿verdad?

Las ondas gravitacionales fueron predichas por Einstein, quien las describió como imposibles de detectar. Fuente de la imagen: Reproducción / Wikimedia Commons

Sin embargo, es posible que el breve resumen de temas de Nature ayude, por ejemplo, a "refinar" un poco más su café con leche, tanto en lo que respecta a las definiciones como a las posibles implicaciones. Compruébalo a continuación:

• Albert Einstein predijo las "ondas gravitacionales" hace casi 100 años. Sin embargo, sus cálculos revelaron que era tan extremadamente débil que el físico creía que nunca sería posible demostrar su existencia. Por lo tanto, los datos recopilados por BICEP2 son, hasta la fecha, la evidencia más convincente, a través de la detección directa, de que existen ondas gravitacionales;
• Las ondas gravitacionales son la confirmación de una teoría que debe alterar profundamente la imagen cosmológica construida por los estándares científicos clásicos. Esta teoría, llamada "inflación cósmica", afirma que en sus primeros momentos de existencia el universo experimentó un breve período de expansión (el Big Bang, por lo tanto);
• Durante la inflación cósmica, la temperatura del universo, y por lo tanto los niveles de energía alcanzados por sus partículas elementales, fue billón de veces más alta de lo que podría producirse en cualquier laboratorio, incluso el acelerador de partículas del Gran Colisionador de Hadrones del CERN;
• Teniendo en cuenta que la inflación cósmica es un fenómeno cuántico y que las ondas gravitacionales son parte de la física clásica, el establecimiento de ondas gravitacionales sirve como un enlace entre los dos (como se ve arriba) y puede ser la primera evidencia de que la gravedad tiene naturaleza cuántica así como otras fuerzas de la naturaleza;
• La inflación cósmica no es el único fenómeno capaz de producir ondas gravitacionales. De hecho, cualquier cuerpo con una cantidad relativamente alta de masa, si se somete a una gran aceleración, puede producirlos. Hoy, muchos observatorios en todo el mundo están tratando de encontrar ondas gravitacionales de eventos cataclísmicos como la fusión de dos agujeros negros en uno; y
• BICEP2 se encuentra en la Antártida, en la estación Amundsen - Scott South Pole, a una altura de más de 2.800 metros sobre el nivel del mar. Por lo tanto, hay una atmósfera bastante delgada con aire seco (el agua generalmente bloquea las microondas). Debido a que está ubicado en un lugar prácticamente deshabitado, el observatorio tampoco sufre interferencias de teléfonos celulares, señales de TV o cualquier otra parafernalia electrónica.