LAS ONDAS GRAVITACIONALES Y EL ORIGEN DEL UNIVERSO

 

Otro tipo experimento de mucho interés busca la posible observación de las huellas que debieron dejar en la radiación de fondo las ondas gravitacionales generadas en los primeros instantes de la formación del Universo.

 

 

En los años setenta, Alan Guth  (1947-  ) elaboró la primera formulación de la teoría del universo inflacionario, según la cual, con el  Big Bang se debió producir un proceso de inflación o expansión acelerada del Universo durante unas fracciones infinitesimales de segundo (lo llamó "el Bang del Big Bang"). Este proceso inflacionario habría generado fluctuaciones cuánticas que, tras ser estiradas por la expansión del Universo, deben producir dos tipos de perturbaciones en el espacio-tiempo: ondas de densidad y ondas gravitacionales. Las ondas de densidad fueron observadas inicialmente por el satélite COBE, en 1992, y más tarde por los WMAP y Planck y sus propiedades están perfectamente de acuerdo con las predicciones de la teoría de inflación. Por su parte, las ondas gravitacionales primordiales, aquellas que deberían haberse generado en el origen del Universo, han constituido durante mucho tiempo una de las predicciones más buscadas de la teoría.

Tras la huella del universo inicial (El país, 19/03/2014)
 

En marzo de 2014 un grupo de investigación anunció por vez primera la posible confirmación de su existencia, basándose en que las ondas gravitacionales producidas en "el Bang del Big Bang" debería generar un patrón característico en la orientación de la polarización de la radiación cósmica de fondo. Como dicha radiación está muy débilmente polarizada, la señal que buscaban era muy pequeña y, en consecuencia, muy difícil de detectar, pero partiendo de datos recogidos por un telescopio terrestre (BICEP-2, instalado en el Polo Sur), observando una región del firmamento en una única frecuencia en la banda de las microondas, concluyeron que se habría podido detectar la señal ansiada.

Detectadas las ondas del primer instante  del  universo (El país, 17/03/2014)

Una nueva ventana al Universo (Juan García Bellido, en El país, 19/03/2014)

  

 

Pero, enseguida, la interpretación de estos datos fue motivo de encendido debate en la comunidad científica. La señal primordial de la radiación cósmica realmente se oculta detrás de la radiación de fondo de nuestra galaxia (la Vía Láctea), y el primer análisis de los datos obtenidos por el telescopio BICEP-2 no permitía afirmar con una absoluta certeza que se hubiera sustraído debidamente el efecto del polvo de nuestra Galaxia.
 

Sombras de duda sobre las nuevas huellas del universo primitivo (El país, 27/05/2014)
 

 

En esta situación, se esperaba que el análisis de los datos que obtuvo el telescopio espacial europeo Planck, gracias a sus medidas de gran precisión, sirviera para aislar la polarización de la señal, y, quizá, pudiera dar una respuesta definitiva.

Se realizó un análisis minucioso de la combinación de datos del Bicep-2 con los del telescopio PlancK [La imagen adjunta (Fuente: ESA/Planck Collaboration) corresponde a un fragmento del cielo observado por el telescopio Bicep-2 tal y como lo vio el telescopio espacial europeo "Planck"], pero, de él se concluyó de que, de momento, no se podían dar por encontradas esas ondas gravitatorias primordiales.

Adiós a las ondas del principio del universo  (El país, 02/02/2015)
 
     
 

Actualmente, el programa conocido como NANOGrav (en el que telescopios ubicados en China, Estados Unidos, Europa, Australia y la India, se coordinan para funcionar conjuntamente como un gran detector) trabaja buscando cambios o fluctuaciones en la luz emitida por los púlsares, que podrían delatar las ondas gravitacionales primordiales. Una sola fluctuación de este tipo de luz, se puede considerar ruido provocado por otro fenómeno, pero si detectan varias, la probabilidad de que se trate del fondo de ondas gravitacionales es cada vez mayor. La comunidad científica consideran en este caso que para poder asegurarlo se debe llegar, con todos esos datos, a una probabilidad de "5 sigma" (la probabilidad sigma se refiere a la probabilidad de que un valor se encuentre dentro de una desviación estándar de la media) y en junio de 2023 desde NanoGrav se anunció que se ha llegado a "4 sigma", lo que equivale a una probabilidad del 99.35 %.

  
     
 

Por otra parte, como  ya se ha dicho en el apartado anterior y se explica  en el tema de Relatividad General, sí que han podido ser detectadas recientemente ondas gravitacionales provocadas por ciertos fenómenos locales, las primeras de ellas en septiembre de 2015, cuando los dos detectores Advanced LIGO registraran una señal concordante con el paso de una onda gravitacional generada por la fusión de dos agujeros negros.

 
 
 
 
 

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