Astrónomos del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsoniano (CFA) han anunciado este lunes que se ha detectado por primera vez las ondas gravitacionales que recorrieron el Universo primitivo, durante un período explosivo de crecimiento llamado inflación. Se trata de la confirmación más importante lograda, hasta ahora, acerca de las teorías de la inflación cósmica, que dicen que el cosmos se expandía por 100 billones de billones de veces, en menos de un abrir y cerrar de ojos.
Los hallazgos fueron realizados con la ayuda del BICEP2, un telescopio situado en el Polo Sur que escanea el cielo en frecuencias de microondas, donde recoge la energía fósil del Big Bang. El Universo actual surgió tras un evento conocido como el Big Bang, que tuvo lugar hace 13.800 millones de años. Momentos más tarde, el propio espacio comenzó a expanderse de manera exponencial en un episodio conocido como inflación. Los signos reveladores de este capítulo en la historia temprana del Universo están impresos en el cielo, en un resplandor 'reliquia' llamado el fondo cósmico de microondas.
Es ahí donde los investigadores han buscado durante mucho la evidencia más directa de esta inflación en forma de ondas gravitacionales, que aprietan y estiran el espacio, y que ahora han logrado detectar. "Pequeñas fluctuaciones cuánticas fueron amplificadas a tamaños enormes por la expansión inflacionaria del Universo. Sabemos que esto produce otro tipo de ondas llamadas ondas de densidad, pero queríamos probar si también se producen ondas gravitacionales", ha explicado uno de los responsables del trabajo, Jamie Bock.
Polarización en 'modo B'
Las ondas gravitacionales están producidas por un modelo característico de luz polarizada, llamado polarización "en modo B". La luz puede polarizarse por la dispersión de las superficies, en el caso del fondo cósmico de microondas, la luz es dispersada por electrones para convertirse en poco polarizada. El equipo BICEP2 asumió el reto de detectar el 'modo B' de polarización al reunir los mejores expertos en la materia, el desarrollo de una tecnología revolucionaria y el viaje al mejor sitio de observación de la Tierra: el Polo Sur.
Como resultado de los experimentos llevados a cabo desde 2006, el equipo ha sido capaz de producir pruebas concluyentes de esta señal en 'modo B', y con ella, la evidencia, hasta ahora, más fuerte que existe sobre la existencia de la inflación cósmica. Los expertos han indicado que la clave de su éxito ha sido el uso de detectores superconductores nuevos. Los superconductores son materiales que, cuando se enfrían, permiten que la corriente eléctrica fluya libremente, sin resistencia.
"Nuestra tecnología combina las propiedades de la superconductividad con estructuras pequeñas que sólo se pueden ver con un microscopio. Estos dispositivos se fabrican con el mismo proceso de micro-mecanizado que los sensores de los teléfonos móviles", ha explicado el experto de la NASA Anthony Turner.
Una señal débil
La señal en 'modo B' es "extremadamente débil", según han señalado los científicos. Con el fin de obtener la sensibilidad necesaria para detectar la señal de polarización, el equipo ha desarrollado una gama única de detectores múltiples, similar a los pixeles de las cámaras digitales modernas, pero con la capacidad adicional de detectar la polarización. El sistema detector conjunto funciona a sólo 0,45ºC centígrados por encima de la temperatura más baja posible, el cero absoluto.
"Esta medida extremadamente desafiante requiere una arquitectura completamente nueva", ha indicado el autor principal del hallazgo, John Kovac. "Nuestro enfoque es como tomar una cámara y la construcción de ésta en una placa de circuito impreso", ha añadido. El experimento BICEP2 utiliza 512 detectores, que aceleraron observaciones del fondo cósmico de microondas por 10 veces en mediciones anteriores del equipo. Su nuevo experimento, ya la realización de observaciones, utiliza 2.560 detectores.
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