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19 Julio 2018
del Sitio Web
Tendencias21
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El fondo c�smico de microondas.
PLanck/ESA.
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Los cosm�logos ya pueden estar seguros de que su
descripci�n del Universo, con materia com�n, materia
oscura fr�a y energ�a oscura, y poblado por
estructuras surgidas durante una fase temprana de
expansi�n inflacionaria, es correcta en su mayor
parte.
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Es el legado de la Misi�n Planck de la ESA.
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La Misi�n Planck
de la ESA
confirma la
validez
del primer plano
c�smico...
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Sucedi� el 21 de marzo de 2013.
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La prensa cient�fica de
todo el mundo se hab�a congregado en la sede parisina de
la ESA o se hab�a conectado online,
junto a una multitud de cient�ficos, para presenciar el momento en
que la
misi�n Planck de la ESA revelar�a
su 'imagen' del cosmos, una imagen capturada no en luz visible, sino
en microondas.
Mientras que la luz que nuestros ojos puede ver est� compuesta por
peque�as longitudes de onda, de menos de una mil�sima de mil�metro,
la radiaci�n que estaba detectando Planck abarcaba longitudes algo
mayores, de unas d�cimas de mil�metro a varios mil�metros, y sobre
todo, se hab�a generado en los albores del Universo.
Esta radiaci�n se conoce colectivamente como
fondo c�smico de microondas.
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Al medir sus min�sculas
diferencias a lo largo del firmamento, la imagen de Planck era capaz
de hablarnos sobre la edad, la expansi�n, la historia y el contenido
del Universo. Nada m�s y nada menos que un primer plano c�smico.
Los astr�nomos sab�an lo que buscaban.
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Dos misiones de la NASA,
COBE a principios de los noventa, y
WMAP durante la d�cada siguiente,
ya hab�an llevado a cabo una serie de estudios an�logos del
firmamento que proporcionaron im�genes similares. Pero carec�an de
la precisi�n y la nitidez de Planck.
La nueva vista mostrar�a la impronta del Universo temprano con un
detalle sin precedentes. Y hab�a mucho en juego.
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Si nuestro modelo del
Universo era correcto, Planck lo confirmar�a con unos niveles de
precisi�n inauditos. Si el modelo estaba equivocado, Planck mandar�a
a los cient�ficos de vuelta a la mesa de dibujo.
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La
imagen detallada del cielo del universo infantil creada
a partir de nueve a�os de datos WMAP.
La
imagen revela fluctuaciones de temperatura de 13.77 mil
millones de a�os (que se muestran como diferencias de
color) que corresponden a las semillas que crecieron
hasta convertirse en galaxias.
La
se�al de nuestra galaxia se rest� utilizando los datos
multifrecuencia.
Esta
imagen muestra un rango de temperatura de � 200 micro
Kelvin.
Cr�dito: NASA / WMAP Science Team
WMAP
# 121238 Imagen Caption Imagen de 9 meses de WMAP
de
radiaci�n c�smica de fondo (2012)
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Universo casi
perfecto
Una vez revelada la imagen, los datos confirmaron el modelo.
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Respond�a con tal
precisi�n a las expectativas que no cab�a extraer otra conclusi�n:
Planck nos mostraba
un 'universo casi perfecto'...
Pero �por qu� 'casi'...?
Porque quedaban algunas anomal�as, que se convertir�an en el
objetivo de la investigaci�n futura.
Ahora, cinco a�os despu�s, el Consorcio Planck acaba de
publicar los datos definitivos del legado de Planck.
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El mensaje de la misi�n
es el mismo, e incluso se ve reforzado.
"Se trata del legado
m�s importante de Planck", se�ala Jan Tauber, cient�fico del
proyecto Planck de la ESA.
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"Hasta el momento, el
modelo cosmol�gico est�ndar ha superado todas las pruebas y
Planck ha efectuado las mediciones que lo demuestran".
Todos los modelos de
cosmolog�a se basan en la
teor�a general de la relatividad de
Albert Einstein.
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Para reconciliar las
ecuaciones de la relatividad general con un amplio abanico de
observaciones, incluidas las de la radiaci�n c�smica de fondo, el
modelo est�ndar incorpora la acci�n de dos componentes desconocidos:
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En primer lugar,
un componente de materia atractivo, denominado
materia oscura fr�a y que,
a diferencia la materia com�n, no interact�a con la luz.
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En segundo lugar,
una forma repulsiva de energ�a, conocida como
energ�a oscura, que
promueve la actual expansi�n acelerada del Universo.
Se ha descubierto que son
componentes esenciales para explicar nuestro cosmos junto a la
materia com�n conocida.
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Pero por el momento no
sabemos qu� son exactamente estos componentes ex�ticos.
Primeros datos
Planck se lanz� en 2009 y recopil� datos hasta 2013.
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El primer lanzamiento de
datos, que mostraba el Universo casi perfecto, tuvo lugar en la
primavera de ese a�o. Se basaban �nicamente en la temperatura de la
radiaci�n c�smica de fondo y solo empleaba los dos primeros estudios
del firmamento de la misi�n.
Los datos tambi�n presentaban pruebas adicionales de una fase muy
temprana de expansi�n acelerada, denominada inflaci�n, en la primera
min�scula fracci�n de un segundo en la historia del Universo,
durante la cual surgi� el germen de todas las estructuras c�smicas.
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Al proporcionar una
medida cuantitativa de la distribuci�n relativa de estas
fluctuaciones primigenias, Planck ofreci� la confirmaci�n m�s clara
jam�s obtenida del escenario inflacionario.
Adem�s de cartografiar la temperatura del fondo c�smico de
microondas a lo largo de firmamento con una precisi�n sin
precedentes, Planck tambi�n midi� su polarizaci�n, que indica si la
luz vibra en una direcci�n preferente.
La polarizaci�n de la radiaci�n c�smica de fondo ofrece una
huella de la �ltima interacci�n entre la radiaci�n y las part�culas
de materia del Universo temprano, y como tal contiene informaci�n
adicional y fundamental sobre la historia del cosmos. Adem�s,
tambi�n contiene informaci�n sobre los primeros instantes del
Universo y nos proporciona claves para comprender su nacimiento.
En 2015, un segundo lanzamiento de datos recog�a todos los datos
recopilados durante la misi�n, que abarcaba ocho estudios del
firmamento.
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Inclu�a la temperatura y
la polarizaci�n, pero ven�a con una advertencia:
"Sab�amos que la
calidad de algunos de los datos de polarizaci�n no era
suficiente para utilizarse en cosmolog�a", reconoce Jan.
Y a�ade que, por
supuesto, eso no les impidi� seguir adelante, aunque ciertas
conclusiones extra�das en ese momento precisar�an de confirmaci�n y,
por lo tanto, deber�an tratarse con cautela.
Y ese es el gran cambio que aporta este lanzamiento de datos de
2018. El Consorcio Planck los ha procesado de nuevo. La mayor�a de
se�ales tempranas que exig�an precauci�n han desaparecido.
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Los cient�ficos ahora
est�n seguros de que tanto la temperatura como la polarizaci�n se
han determinado de forma precisa.
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Modelo
cosmol�gico basado en la temperatura
"Estamos convencidos
de que podemos obtener un modelo cosmol�gico basado �nicamente
en la temperatura, �nicamente en la polarizaci�n o basado en
ambas magnitudes. Y todos coinciden", explica Reno Mandolesi,
principal investigador del instrumento
LFI (Low Frequency Instrument)
de Planck en la Universidad de Ferrara (Italia).
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"Desde 2015, otros experimentos han ido recopilando m�s datos
astrof�sicos y se han llevado a cabo nuevos an�lisis
cosmol�gicos, combinando observaciones de la radiaci�n c�smica
de fondo a peque�as escalas con observaciones de galaxias,
c�mulos gal�cticos y supernovas, que en la mayor�a de casos han
mejorado la coherencia con los datos de Planck y el modelo
cosmol�gico que respalda", a�ade Jean-Loup Puget, principal
investigador del instrumento
HFI de Planck en el Instituto
de Astrof�sica Espacial de Orsay (Francia).
Se trata de toda una
proeza e implica que los cosm�logos pueden estar seguros de que su
descripci�n del Universo, con,
-
materia com�n
-
materia oscura
fr�a
-
energ�a oscura,
...y poblado por
estructuras surgidas durante una fase temprana de expansi�n
inflacionaria, es correcto en su mayor parte.
A�n quedan por explicar algunas anomal�as, o tensiones, como
las llaman los cosm�logos.
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Con su Universo casi
perfecto, la misi�n ha confirmado a los investigadores sus
modelos, salvo por un par de detalles que habr� que resolver.
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En otras palabras:
lo mejor de dos
mundos.
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