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    De un universo casi perfecto a lo mejor de ambos mundos

    La visión de Planck del fondo cósmico de microondas. Crédito:Colaboración ESA / Planck

    Era el 21 de marzo de 2013. La prensa científica mundial se había reunido en la sede de la ESA en París o había iniciado sesión en línea. junto con una multitud de científicos de todo el mundo, para presenciar el momento en que la misión Planck de la ESA reveló su "imagen" del cosmos. Esta imagen no se tomó con luz visible sino con microondas.

    Mientras que la luz que nuestros ojos pueden ver se compone de pequeñas longitudes de onda (menos de una milésima de milímetro de longitud), la radiación que Planck estaba detectando abarcaba longitudes de onda más largas, desde unas décimas de milímetro hasta unos pocos milímetros. Más importante, se había generado al principio del Universo.

    Colectivamente, esta radiación se conoce como fondo cósmico de microondas, o CMB. Midiendo sus pequeñas diferencias en el cielo, La imagen de Planck tenía la capacidad de informarnos sobre la edad, expansión, historia, y contenidos del Universo. Era nada menos que el plano cósmico.

    Los astrónomos sabían lo que esperaban ver. Dos misiones de la NASA, COBE a principios de la década de 1990 y WMAP en la década siguiente, ya había realizado un conjunto análogo de estudios del cielo que dieron como resultado imágenes similares. Pero esas imágenes no tenían la precisión y nitidez de Planck.

    La nueva vista mostraría la huella del Universo primitivo con minucioso detalle por primera vez. Y todo estaba en juego.

    Si nuestro modelo del Universo fuera correcto, luego Planck lo confirmaría con niveles de precisión sin precedentes. Si nuestro modelo fuera incorrecto, Planck enviaría a los científicos de vuelta a la mesa de dibujo.

    Operando entre 2009 y 2013, La misión Planck de la ESA escaneó el cielo en longitudes de onda de microondas para observar el fondo cósmico de microondas, o CMB, que es la luz más antigua emitida en la historia de nuestro Universo. Los datos de Planck han revelado un "Universo casi perfecto":la descripción del modelo estándar de un cosmos que contiene materia ordinaria, materia oscura fría y energía oscura, poblado por estructuras que habían sido sembradas durante una fase temprana de expansión inflacionaria, es en gran parte correcto, pero quedan algunos detalles por resolver. En otras palabras:lo mejor de ambos mundos. Crédito:Colaboración ESA / Planck

    Cuando se reveló la imagen, los datos habían confirmado el modelo. El ajuste a nuestras expectativas era demasiado bueno para sacar otra conclusión:Planck nos había mostrado un "Universo casi perfecto". ¿Por qué casi perfecto? Debido a que quedaron algunas anomalías, y estos serían el foco de futuras investigaciones.

    Ahora, cinco años después, el consorcio Planck ha hecho su publicación de datos final, conocido como la versión de datos heredados. El mensaje sigue siendo el mismo, y es aún más fuerte.

    "Este es el legado más importante de Planck, "dice Jan Tauber, Científico del Proyecto Planck de la ESA. "Hasta ahora, el modelo estándar de cosmología ha sobrevivido a todas las pruebas, y Planck ha tomado las medidas que lo demuestran ".

    Todos los modelos cosmológicos se basan en la Teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Para reconciliar las ecuaciones relativistas generales con una amplia gama de observaciones, incluido el fondo cósmico de microondas, el modelo estándar de cosmología incluye la acción de dos componentes desconocidos.

    El trasfondo cósmico de microondas:temperatura y polarización. Crédito:Colaboración ESA / Planck

    Primeramente, un componente de materia atractivo, conocida como materia oscura fría, que a diferencia de la materia ordinaria no interactúa con la luz. En segundo lugar, una forma repulsiva de energía, conocida como energía oscura, que está impulsando la expansión actualmente acelerada del Universo. Se ha descubierto que son componentes esenciales para explicar nuestro cosmos además de la materia ordinaria que conocemos. Pero todavía no sabemos cuáles son estos componentes exóticos en realidad.

    Planck se lanzó en 2009 y recopiló datos hasta 2013. Su primer lanzamiento, que dio lugar al Universo casi perfecto, se realizó en la primavera de ese año. Se basó únicamente en la temperatura de la radiación de fondo de microondas cósmica, y usó solo los dos primeros estudios del cielo de la misión.

    Los datos también proporcionaron más evidencia de una fase muy temprana de expansión acelerada, llamado inflación, en la primera pequeña fracción de segundo en la historia del Universo, durante el cual se sembraron las semillas de todas las estructuras cósmicas. Dando una medida cuantitativa de la distribución relativa de estas fluctuaciones primordiales, Planck brindó la mejor confirmación jamás obtenida del escenario inflacionario.

    Además de mapear la temperatura del fondo cósmico de microondas en el cielo con una precisión sin precedentes, Planck también midió su polarización, que indica si la luz vibra en una dirección preferida. La polarización del fondo cósmico de microondas lleva una huella de la última interacción entre la radiación y las partículas de materia en el Universo temprano, y como tal contiene adicionales, información de suma importancia sobre la historia del cosmos. Pero también podría contener información sobre los primeros instantes de nuestro Universo, y danos pistas para entender su nacimiento.

    La historia del Universo. Crédito:Agencia Espacial Europea

    En 2015, una segunda publicación de datos reunió todos los datos recopilados por la misión, lo que ascendió a ocho estudios del cielo. Dio temperatura y polarización, pero vino con una precaución.

    “Sentimos que la calidad de algunos de los datos de polarización no era lo suficientemente buena como para ser utilizada en cosmología, ", dice Jan. Agrega que, por supuesto, no les impidió hacer cosmología con él, pero que algunas conclusiones extraídas en ese momento necesitaban más confirmación y, por lo tanto, deben tratarse con precaución.

    Y ese es el gran cambio para esta versión de datos heredados de 2018. El consorcio Planck ha completado un nuevo procesamiento de los datos. La mayoría de los primeros signos que pedían precaución han desaparecido. Los científicos ahora están seguros de que tanto la temperatura como la polarización se determinan con precisión.

    "Ahora estamos realmente seguros de que podemos recuperar un modelo cosmológico basado únicamente en la temperatura, únicamente en la polarización, y basado tanto en la temperatura como en la polarización. Y todos coinciden "dice Reno Mandolesi, investigador principal del instrumento LFI sobre Planck en la Universidad de Ferrara, Italia.

    Medidas de la constante de Hubble. Crédito:Colaboración ESA / Planck




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