El primer llanto del Universo permanece elusivo

Un análisis de datos de la misión espacial Planck y el experimento BICEP2 basado en tierra no ha encontrado pruebas concluyentes de ondas gravitacionales procedentes del nacimiento del Universo. Esto representa un jarro de agua fría frente a los informes anteriores que daban cuenta de una posible detección.

La colaboración entre los equipos se ha traducido en los conocimientos más precisos disponibles de a lo que pueden parecerse las señales de las antiguas ondas gravitacionales, lo que ayudará a futuras búsquedas, según ha informado la NASA.

 

Planck es una misión de la Agencia Espacial Europea (ESA), mientras que BICEP2 y su proyecto hermano, la matriz de Keck, se basan en el Polo Sur y están financiados por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

 

Charles Lawrence, científico asignado a Planck en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, ha explicado que "el análisis conjunto muestra que gran parte de la señal detectada por BICEP2/Keck viene del polvo en la Vía Láctea, aunque no se puede descartar una señal de onda gravitacional en un nivel bajo".

 

Planck y BICEP/Keck fueron diseñados para medir la radiación fósil emitida desde el Universo poco después de su nacimiento hace 13.800 millones de años. Una extraordinaria fuente de información sobre la historia del Universo se encuentra en esta radiación "fósil", llamada el fondo cósmico de microondas (CMB). Planck busca el CMB lo largo de todo el cielo desde el espacio, mientras que BICEP2/Keck se centra en un trozo de cielo nítido sobre el Polo Sur.

 

En marzo de 2014, los astrónomos presentaron datos interesantes de los experimentos BICEP2/Keck, sobre lo que parecía ser una posible señal del Universo cuando acababa de nacer. Si la señal procedía desde los primeros momentos del cosmos, entonces se habría confirmado la presencia de antiguas ondas gravitacionales.

 

La hipótesis es que estas ondas se generaron por un periodo explosivo y de muy rápido crecimiento en el Universo, llamado inflación, que tuvo lugar cuando éste tenía sólo un minúscula fracción de un segundo de edad. En concreto, se encontraron evidencias de un patrón "rizado" de luz polarizada llamada modo B. Estos patrones se han impreso en la luz CMB a medida que las ondas gravitacionales se estiran por el espacio. La polarización describe una propiedad particular de la luz. Por lo general, los campos eléctricos y magnéticos transportados por la luz vibran en todas las orientaciones igual, pero cuando vibran preferentemente en una dirección determinada, la luz es polarizada.

 

"El patrón de polarización rizado, reportado por BICEP2, también se vio claramente con los nuevos datos de la matriz de Keck", ha explicado Jamie Bock, del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, y el JPL, y miembro de los equipos BICEP2 / Keck y Planck.

 

Uno de los aspectos más delicados de la identificación de los modos B primordiales es lo que les está separando de los que se pueden generar mucho más cerca, por el polvo interestelar en la Vía Láctea.

 

La Vía Láctea está impregnada de una mezcla de gas y polvo que brilla en las frecuencias similares a las de la CMB, y al estar más cerca, o en primer plano, la emisión afecta a la observación de la luz cósmica más antigua. Se necesita un análisis muy cuidadoso de datos para separar el primer plano de emisión del de la CMB.

 

"La primera vez que se detectó esta señal en nuestros datos, nos basamos en modelos para la emisión de polvo galáctico que estaban disponibles en el momento", ha señalado John Kovac, un co-investigador principal de la colaboración BICEP2 / Keck de la Universidad de Harvard. "Estos parecían indicar que la región del cielo elegido para nuestras observaciones estaba relativamente desprovisto de polvo", ha apuntado.

 

Los experimentos BICEP2/Keck recogieron datos en una sola frecuencia de microondas, por lo que es difícil separar las emisiones procedentes del polvo en la Vía Láctea y el CMB. Por otra parte, Planck observa el cielo en nueve canales de frecuencia de microondas y submilimétricas, siete de los cuales también estaban equipados con detectores sensibles a la polarización. Algunas de estas frecuencias fueron escogidas para hacer mediciones de polvo en la Vía Láctea. Mediante un análisis cuidadoso, estos datos multi-frecuencia se pueden usar para separar las diferentes contribuciones de las emisiones.

 

FUERZAS UNIDAS

 

Los equipos de Planck y BICEP2/Keck unieron sus fuerzas, que combinan la capacidad del satélite espacial para hacer frente a los primeros planos usando observaciones a varias frecuencias, con la mayor sensibilidad de los experimentos en tierra en áreas limitadas del cielo.

 

"El ruido en los instrumentos limita la profundidad en la que podemos buscar una señal de inflación", ha explicado Bock. "BICEP2/Keck midió el cielo en una longitud de onda. Para conocer la cantidad de la señal que viene de la galaxia, se utilizaron mediciones de Planck en múltiples longitudes de onda.

 

Los resultados finales mostraron que la mayoría de la señal original del modo B por BICEP2/Keck, pero no necesariamente toda, podría explicarse por el polvo en la Vía Láctea. En cuanto a los signos de período inflacionario del universo, la cuestión permanece abierta.