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.
Predicho por Albert Einstein hace casi un siglo, el descubrimiento de las ondas gravitacionales sería la pieza final de uno de los mayores descubrimientos del intelecto humano.
Ayudaría a los científicos a entender el principio del universo y cómo
ha evolucionado en una plenitud de galaxias, estrellas y nebulosas.
"Como encontrar una aguja en un pajar"
"Detectar esta señal es uno de los mayores objetivos de la cosmología en la actualidad", ha afirmado John Kovac,
principal autor del descubrimiento del CFA. "Ha sido como encontrar
una aguja en un pajar, aunque es como si hubiésemos encontrado una
palanca", ha dicho Clem Pryke, también parte del equipo del hallazgo, de
la Universidad de Minnesota.
El Universo actual surgió tras un evento conocido como el Big Bang, que tuvo lugar hace 13.800 millones 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.
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
de la eenfoque 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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