Primer «vistazo» directo al instante del Big Bang
Día 17/03/2014 - 21.40h
Un telescopio en el Polo Sur detecta por primera
vez ondas gravitacionales primordiales, una
ventana al origen del Universo y la mayor prueba
de su expansión
REUTERS
Hace unos 13.800 millones de años, el Universo que conocemos irrumpió violentamente como consecuencia de una gran explosión, elBig Bang. En menos de lo que dura un abrir y cerrar de ojos, el Cosmos se expandió de manera exponencial, extendiéndose hasta un punto que ni siquiera los mejores telescopios actuales son capaces de ver. Es lo que se conoce como inflación cósmica, cuya evidencia directa acaba de ser anunciada por primera vez. Un amplio equipo de investigadores, liderados por el Centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica, ha dado a conocer, en una rueda de prensa precedida por una gran expectación, la primera detección de las ondas gravitacionales,pequeñas deformaciones en el tejido del espacio-tiempo que se transmiten a la velocidad de la luz y recorren todo el Cosmos. Descritas como los «primeros temblores del Big Bang», su hallazgo es considerado el «santo grial» de la Cosmología.
Estas ondas, predichas por la teoría general de la relatividad de Einstein, han sido descubiertas por el Telescopio BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), instalado en el Polo Sur y que estudia la radiación cósmica de fondo (CMB), el débil resplandor que aún nos llega de la gran explosión. Oculto bajo ese mapa, como si se tratara de una obra de arte escondida bajo otra pintura, se encontraba también la «firma» de las tan perseguidas ondas gravitacionales. El hallazgo ha sido posible gracias al «truco» de medir un tipo muy especial de polarización de la luz, llamada «en modo B». Estas ondas comprimen el espacio a medida que viajan, y esta compresión produce un patrón distinto en el fondo cósmico de microondas.
«Las implicaciones que puede tener esta detección son asombrosas», asegura Jamie Bock, profesor de física en el Instituto de Tecnología en Pasadena (Caltech), investigador en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y coautor del estudio. «Estamos midiendo una señal que viene de la noche de los tiempos».
De hecho, los investigadores se sorprendieron al detectar una señal de polarización en modo B considerablemente más fuerte de lo que muchos cosmólogos esperaban. Las observaciones demuestran que las ondas gravitacionales fueron creadas en abundancia durante los primeros años de la inflación del Universo.
Para realizar la detección, los científicos examinaron una escala espacial que abarca aproximadamente de uno a cinco grados (de dos a diez veces el ancho de la Luna llena), lo que les permitió reunir los fotones de una amplia franja del fondo cósmico de microondas en un área del cielo en la que se puede ver claramente a través de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Para ello, el equipo viajó al Polo sur para aprovechar el aire frío, seco y estable. «El Polo Sur es lo más cercano que puedes llegar al espacio sin dejar de estar en el suelo», afirma Johan Kovac, del Centro Harvard Smithsonian de Astrofísica e investigador principal de BICEP2. Para realizar las mediciones, fue ideada una tecnología completamente nueva, una cámara en una placa de circuito impreso que incluye una antena para enfocar y filtrar la luz polarizada.
El equipo analizó los datos de más de tres años en un esfuerzo para descartar cualquier error. También consideraron que la presencia de polvo en nuestra galaxia podría producir el patrón observado, pero los datos sugieren que esto es altamente improbable. «Ha sido como buscar una aguja en un pajar, pero en su lugar nos encontramos con una barra de hierro», explica Clem Pryke, de la Universidad de Minnesota, coautor de la investigación.
Para el teórico Avi Loeb, de Harvard, «este trabajo ofrece nuevas pistas sobre algunas de nuestras preguntas más básicas: ¿Por qué existimos? ¿Cómo empezó el universo? Estos resultados no solo son una prueba irrefutable de la inflación, sino que también nos dicen que la inflación tuvo lugar y lo poderoso que fue el proceso». Mar Kamionkowski, uno de los físicos teóricos que predijo la existencia de las ondas gravitacionales en 1996, actualmente en la Universidad Johns Hopkins, asegura que el descubrimiento «es una poderosa evidencia de la inflación. Ahora hemos aprendido que las ondas gravitacionales son abundantes (...) Esto es un avance notable en la cosmología».
Así lo considera también el físico Luis Álvarez-Gaumé, investigador del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), donde también fue director del departamento de Física Teórica. A su juicio, el descubrimiento «resulta excitante y revolucionario. Después del hallazgo del bosón de Higgs, se abre la posibilidad de encontrar nuevas partículas y nuevos estados de la materia. Es la puerta de toda una nueva Física para comprender el Universo a escalas que hasta ahora ni siquiera nos hubiéramos podido imaginar». Y así es, ya que hablamos de mirar al Universo cuando solo tenía 10 elevado a la -34 segundos de edad, cuando en un instante se hizo gigantesco. El físico, uno de los máximos expertos en Teoría de cuerdas del mundo, cree que quizás lleguemos a ver el inflatrón, el agente desconocido que hizo posible la inflación.
Recreación de las ondas gravitacionales
Álvarez Gauné: «Hemos visto el Universo justo cuando explotó» - ABC.es
Álvarez Gauné: «Hemos visto el Universo justo cuando explotó»
Día 19/03/2014 - 16.11h
El exdirector grupo de Física Teórica del CERN,
experto en Cosmología y teoría de Cuerdas,
explica a ABC el alcance del descubrimiento
sobre el Big Bang
ERNESTO AGUDO
Veterano del CERN, el gran centro europeo de Física que alberga el mayor acelerador de partículas del mundo, este físico español, experto en Cosmología y teoría de Cuerdas, participa, invitado por la Fundación BBVA, en el ciclo de conferencias «Los secretos de las partículas. La física fundamental en la vida cotidiana». En una entrevista con ABC, Luis Álvarez Gauné confiesa estar «tremendamente excitado» tras la detección de las ondas gravitacionales del Big Bang.
-¿Qué puertas nos abre?
-Nos permitirá medir la inflación, ese instante de crecimiento exponencial que se produjo en el mismo origen del Universo, cuando este apenas tenía 10 elevado a la -35 segundos de edad. Durante la inflación, el Universo se hizo gigantesco en un instante. Y ese proceso tan rápido y violento produjo deformaciones, o distorsiones, en el espaciotiempo; esto es, ondas gravitacionales. Y también generó un cierto tipo de polarización de las ondas electromagnéticas, que es lo que se ha medido.
- ¿Se ha medido pues el efecto de las ondas gravitacionales sobre la luz?
- Exacto. No tenemos tecnología para medir directamente las ondas gravitacionales, pero sí sus efectos sobre las ondas electromagnéticas. Es la única forma de verlas. Lo importante es que estos efectos son proporcionales a la energía que los generó, y esa energía está asociada a lo que se llaman energías de Gran Unificación. Ahora podemos plantearnos que, después del bosón de Higgs, tiene que haber algún otro objeto escalar, el «inflatón», asociado al mecanismo de inflación del Universo.
- Pero no sabemos aún por qué se produce esa inflación…
- No. Pero ahora sabemos que sí se produjo y a qué escala sucedió. Hay tres indicaciones completamente distintas de que existe una escala intermedia entre la masa del Higgs, que se ha descubierto hace poco, y la masa de Planck, que es donde se empiezan a ver las fluctuaciones cuánticas. Se trata de una información absolutamente fascinante
- ¿Podríamos bucear en la historia del Universo?
-¿Qué es una onda gravitacional?
- Oscilaciones en el tejido del espaciotiempo causadas por un evento muy energético -el Big Bang, una supernova, la fusión de dos agujeros negros- que se transmiten como ondas y a la velocidad de la luz. Hay muchos que piensan que el paradigma que usamos para describir -a nivel de partículas- las interacciones electromagnéticas no debe aplicarse a la gravitación. Cada una de las otras tres fuerzas de la Naturaleza tiene asociada una partícula que transporta la cantidad mínima (un cuanto) de esa fuerza. Pero muchos piensan que no es posible «cuantificar la gravedad, la única de las cuatro interacciones fundamentales que nos falta por incluir en el modelo. La observación de estas ondas gravitacionales hace prácticamente ineludible que se sigan, también para la gravedad, los pasos clásicos que se dieron con las demás fuerzas.
- ¿Estamos a las puertas de descubrir una nueva Física?
La prueba irrefutable de la expansión del Universo - ABC.es
La prueba irrefutable de la expansión del Universo
Día 19/03/2014 - 13.06h
El hallazgo de las ondas gravitacionales que
generó el Big Bang es recibido con emoción
por la comunidad científica
EFE/STEFFEN RICHTER
«¿Qué? Espere un segundo, ¿puede repetirlo?». Andrei Linde, ahora profesor de Física en la Universidad de Stanford (Palo Alto, California), apenas podía creer lo que un colega le anunciaba por sorpresa en la puerta de su casa. En ese mismo instante, recibía la noticia de que sus teorías sobre la inflación cósmica, propuestas a comienzos de los años 80, por fin habían sido confirmadas experimentalmente. Untelescopio en el Polo Sur ha encontrado las perseguidas ondas gravitacionales, las deformaciones en el espacio-tiempo provocadas por el Big Bang y que suponen la evidencia más fuerte de que el Universo se expandió exponencialmente en una fracción de segundo tras la gran explosión. Un hallazgo sin precedentes considerado el «santo grial» de la Cosmología.
La reacción escéptica y balbuceante de Linde se convirtió rápidamente en una celebración y un brindis con champán. «Estos resultados son una prueba irrefutable de la inflación, porque las teorías alternativas no predicen una señal de este tipo. Es algo que he estado esperando ver durante 30 años», señaló el físico visiblemente emocionado.
En el principio de todo
No es para menos, la constatación de sus propuestas bien podría valerle el Nobel, tanto a él como al también físico Alan Guth, el primero en lanzar formalmente la idea de la inflación tras una noche de cálculos y ecuaciones a finales de 1979. Guth, profesor en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), no reaccionó de forma muy distinta a la de Linde. Asombrado, confesó que no esperaba una confirmación definitiva en lo que le queda de vida. «Con la naturaleza tienes que tener suerte y, aparentemente, la hemos tenido», confesó.
El hallazgo, hecho público el lunes por un amplio equipo de investigadores, liderados por el Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica en Cambridge (Massachusetts), supone algo tan fantástico como echar el primer «vistazo» al instante de los orígenes del Universo, cuando solo tenía 10 elevado a la -34 segundos de edad y en menos de un abrir y cerrar de ojos se hizo gigantesco.
Nunca antes habíamos estado tan cerca del principio, en el mismo principio. Si es corroborado por otros equipos científicos, el nuevo trabajo, liderado por el científico John M. Kovac, significaría un hito en la ciencia comparable con el descubrimiento de la energía oscura o del propio Big Bang y proporcionará un campo infinito de investigación científica, como una ventana a las fuerzas que operan energías fuera del alcance de los mejores aceleradores de partículas en la Tierra. Incluso podría ayudarnos a descifrar si nuestro Universo no es el único que existe y hay otros cosmos desconocidos moviéndose como burbujas.
«Esto es enorme, tan grande como todo lo que abarca», afirma contundente Marc Kamionkowski, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, experto cosmólogo que no ha formado parte del equipo de investigación. «Es una señal del Universo más temprano, el envío de un telegrama codificado en ondas gravitacionales».
Bendecido por Hawking
El famoso físico británico Stephen Hawking también ha «bendecido» la noticia. A su juicio, la detección de las ondas gravitacionales es «otra confirmación de la inflación» cósmica. En declaraciones a Radio 4 de la BBC, el prestigioso científico de Cambridge se ha proclamado vencedor en una apuesta con un colega científico, el cosmólogo Neil Turok, sobre si se produciría el descubrimiento de las ondas gravitacionales primordiales. Hawking acertó y ganó, algo bastante inaudito, ya que es famoso por perder prácticamente todas sus apuestas. Según dice, el hallazgo desmiente la teoría de Turok de que el Universo funciona como un bucle sin fin desde un Big Bang a otro. PeroTurok no está conforme con la conclusión de Hawking. Explicó al programa que la apuesta se basaba en los resultados del telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europa (ESA), que el año pasado no pudo detectar ninguna señal de las ondas, así que se considera igualmente ganador de la apuesta.
Juegos aparte, Turok pide cautela ante el revuelo causado por el descubrimiento. «En primer lugar, debo decir que es un resultado espectacular. Nos sitúa en el umbral de una nueva ventana ante el Big Bang y eso es emocionante», señala. Sin embargo, «tengo razones para dudar sobre el nuevo experimento y sus resultados. No son del todo convincentes para mí, pero han visto claramente lo que afirman haber visto. La verificación es muy importante y es aconsejable ser un poco escéptico». Saber quién ha ganado la apuesta definitivamente solo es cuestión de tiempo.
«Estamos ante el descubrimiento del siglo XXI» - ABC.es
«Estamos ante el descubrimiento del siglo XXI»
Día 19/03/2014 - 16.11h
TEMAS RELACIONADOS
Astrofísicos y cosmólogos valoran
el hallazgo de las ondas gravitacionales del
Big Bang
ROBERT SCHWARZ/UNIVERSITY OF MINNESOTA
La foto más temprana del Big Bang, el máximo acercamiento al tiempo cero... Físicos teóricos, cosmólogos y astrofísicos celebran impresionados la detección de la señal más próxima al origen del Universo jamás recibida:ondas gravitacionales generadas por el propio Big Bang. Son huellas que la expansión inicial dejó en la radiación, cuando el Universo era del tamaño de una pelota de tenis y tenía muchísimo menos de un segundo de existencia. Algunos de los principales investigadores en astrofísica y cosmología que han participado en el ciclo de conferencias «La ciencia del cosmos, la ciencia en el cosmos» que organiza la Fundación BBVA valoran el anuncio:
Brian Schmidt, premio Nobel de Física por descubrir que el Universo se expande de forma acelerada
B. Schmidt
Este descubrimiento parece que nos otorga, por primera vez, la capacidad de mirar atrás hasta el instante en que se formó el Universo. Además, nos da pistas sobre cómo es la relación entre la gravedad y la teoría cuántica -descubrir eso es hoy el principal problema de la física-. Es un hallazgo especialmente importante para los teóricos, que ahora pueden hacer predicciones mucho más específicas sobre la teoría de la inflación.
Francis Halzen, director del detector de neutrinos Ice Cube, en el Polo Sur: «El descubrimiento del siglo XXI»
F. Halzen
Este es el descubrimiento del siglo XXI. De una tacada BICEP nos ha proporcionado la foto más temprana del Big Bang jamás obtenida y, al mismo tiempo, ha descubierto las ondas gravitatorias predichas por la teoría de la reltividad de Einstein (...) Son las primeras observaciones directas de la inflación, y harán volver de nuevo al trabajo a todos los cosmólogos. El resultado será sin duda un conocimiento mucho más profundo de nuestros orígenes.
Y sí, BICEP es nuestro vecino en el hielo, el telescopio y el centro de datos están a apenas unos pocos cientos de metros de nosotros. ¡Lamento que durante la construcción de IceCube interferimos con su instrumento con nuestra planta de calentamiento para perforar los agujeros de IceCube! ¡A partir de ahora sin duda mostraremos más repeto!» (Aclara Halzen que esto es un guiño cariñoso a sus vecinos).
Sir Martin Rees, profesor emérito de Cosmología y Astrofísica de la Universidad de Cambridge, Reino Unido: «Podemos inferir lo que ocurrió en el universo cuando era más pequeño que una pelota de tenis».
M. Rees
Se trata realmente de un resultado emocionante. Sugiere que podemos inferir lo que ocurrió a 10^-36 segundos, cuando el universo era más pequeño que una pelota de tenis. Y la polarización es lo bastante grande como para que el satélite Planck, de la ESA, la haya registrado en sus barridos de todo el cielo, y esté por tanto en los datos que están ahora siendo analizados.
No es una detección directa de ondas gravitacionales (en el sentido de medir una arruga en el espacio, que es lo que aspira a hacer LIGO, etc). Es una detección indirecta. Pero las inferencias sobre la existencia y la intensidad de ondas gravitacionales primordiales son muy importantes para la cosmología, y para nuestra comprensión del universo ultra-temprano. (...) La inflación ha sobrevivido ya a varios tests, y gana credibilidad.
Richard Ellis, catedrático de astronomía en Caltech (EEUU): observaciones «heroicas que permiten atisbar lo que ocurrió inmediatamente después del Big Bang»
R. Ellis
El descubrimiento de modos de polarización en la radiación de fondo de microondas por parte del telescopio BICEP2 es un auténtico logro. Durante muchos años los cosmólogos se han preguntado por qué el universo es tan uniforme a grandes escalas, así como en todas las direcciones. Los físicos solo podían suponer que el universo se expandió muy rápidamente en sus primeros momentos de existencia, una fracción de segundo después del Big Bang. Ahora, astrónomos de Caltech y Harvard han observado el resultado directo de esta rápida expansión, un proceso llamado inflación cosmológica. Sus observaciones son heroicas y representan el primer atisbo de lo que ocurrió inmediatamente después del Big Bang. Los avances en cosmología prosiguen a un ritmo feroz. Somos realmente muy afortunados de estar presenciando esta emocionante revolución en la comprensión del universo y de nuestros origenes.
Rashid Sunyaev, director del Instituto Max Planck de Astrofísica, Garching, Alemania: «El universo demuestra ser como predijeron los teóricos»
R. Sunyaev
El descubrimiento de la polarización B de origen cosmológico nos da información directa sobre la física de la inflación, la etapa de expansión muy rápida del universo. Una de las predicciones teóricas fue la presencia de ondas cosmológicas gravitacionales, que dieron lugar mucho después a un patrón determinado de polarización -parecido al vórtice de un tornado- de los fotones de la radiación de fondo cósmica. Este tipo de polarización se llama modo B. Este hallazgo es también una confirmación de la importante predicción de la teoría de la Relatividad General de Einstein sobre la existencia de ondas gravitacionales, que vienen a ser arrugas en el espacio-tiempo. Y es el primer efecto descubierto de la gravedad cuántica.
Los científicos están emocionados porque el universo demuestra ser como predijeron los teóricos a finales de los años setenta y principios de los ochenta del siglo pasado. Estas predicciones fueron resultado de extrapolar teorías existentes a condiciones extremas, imposibles de alcanzar en laboratorios terrestres.
VIDEO ►
La emoción del físico Andrei Linde, teórico del Big Bang, al saber que tenía razón
Día 19/03/2014 - 13.05h
TEMAS RELACIONADOS
«Esto es algo que he estado
esperando ver durante 30 años», asegura uno de los
«padres» de la inflación cósmica tras recibir la
noticia del descubrimiento que la confirma
U. STANFORD
El físico Andrei Linde recibe la noticia del descubrimiento que confirma su teoría sobre la inflación
La teoría de la inflación del Universo fue propuesta formalmente por el físico Alan Guth en 1980, como una modificación de la teoría del Big Bang convencional. Guth señaló que el Cosmos se infló con gran rapidez a partir de una pequeña porción del espacio y se volvió exponencialmente mayor en una fracción de segundo. Pocos años después, el físico ruso Andrei Linde modificaba este modelo en un concepto llamado «nueva inflación», que generaba predicciones muy similares a las observaciones reales del cielo que este mismo lunes anunciaba un amplio equipo de investigadores, liderado por el Centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica. Los científicos dieron a conocer la primera detección de las ondas gravitacionales, las deformaciones en el espacio-tiempo provocadas por la gran explosión.
Linde, ahora profesor de física en Stanford, no pudo ocultar su entusiasmo por la noticia cuando un colega de la misma universidad acudió a su casa a comunicarle la buena nueva. «Estos resultados son una prueba irrefutable de la inflación, porque las teorías alternativas no predicen una señal de este tipo. Esto es algo que he estado esperando ver durante 30 años», señaló visiblemente emocionado. No es para menos, el hallazgo de los «primeros temblores del Big Bang» es considerado el «santo grial» de la Cosmología y bien podría valerle un premio Nobel.
el dispensador dice:
alguien pronunció,
alguien dijo,
el verbo se pronunció a sí mismo,
recolectando fuerzas,
de algo que no existía,
y que no se traducía en abismos,
dando orden a los espacios,
y dándoles entidad por sí mismos...
el sonido cruzó los tiempos,
y el verbo se hizo instante,
desde entonces hubo un reloj,
que siempre ha ido hacia adelante,
surcando cielos ajenos,
e instalando galaxias parlantes,
como si se tratase de ballenas,
surcando océanos distantes...
y el sonido a comenzado a viajar,
asociado a la luz eterna,
dependiendo de la calidad del verbo,
y no de las expresiones terrenas,
ni de ésta, ni de ninguna otra ciencia...
sólo se trata del rebote,
de la expresión en sumatoria,
de las verdaderas consciencias,
aquellas que se caracterizan,
por su condición de eternas...
por ello,
no te la creas,
y sigue teniendo paciencia,
que este universo cabe,
en los zapatos de una esencia.
MARZO 20, 2014.-
No hay comentarios:
Publicar un comentario