Por primera vez, Los físicos teóricos de la Universidad de Basilea han calculado la señal de fuentes de ondas gravitacionales específicas que surgieron fracciones de segundo después del Big Bang. La fuente de la señal es un fenómeno cosmológico perdido hace mucho tiempo llamado "oscillon". El periódico Cartas de revisión física ha publicado los resultados.

Aunque Albert Einstein ya había predicho la existencia de ondas gravitacionales, su existencia no fue realmente probada hasta el otoño de 2015, cuando los detectores de alta sensibilidad recibieron las ondas formadas durante la fusión de dos agujeros negros. Las ondas gravitacionales son diferentes de todas las demás ondas conocidas. Mientras viajan por el universo, encogen y estiran el continuo espacio-tiempo; en otras palabras, distorsionan la geometría del espacio mismo. Aunque todas las masas en aceleración emiten ondas gravitacionales, Estos solo se pueden medir cuando la masa es extremadamente grande, como es el caso de los agujeros negros o las supernovas.

Las ondas gravitacionales transportan información del Big Bang

Sin embargo, Las ondas gravitacionales no solo proporcionan información sobre los principales eventos astrofísicos de este tipo, sino que también ofrecen una idea de la formación del propio universo. Para aprender más sobre esta etapa del universo, El profesor Stefan Antusch y su equipo del Departamento de Física de la Universidad de Basilea están investigando lo que se conoce como el fondo estocástico de las ondas gravitacionales. Este fondo consiste en ondas gravitacionales de una gran cantidad de fuentes que se superponen entre sí, juntos produciendo un amplio espectro de frecuencias. Los físicos de Basilea calculan los rangos de frecuencia e intensidades pronosticados para las ondas, que luego se puede probar en experimentos.

Un universo muy comprimido

Poco después del Big Bang, el universo que vemos hoy era todavía muy pequeño, denso, y caliente. "Imagina algo del tamaño de una pelota de fútbol "Explica Antusch. Todo el universo se comprimió en este espacio muy pequeño, y fue extremadamente turbulento. La cosmología moderna asume que en ese momento el universo estaba dominado por una partícula conocida como inflatón y su campo asociado.

Los oscillones generan una señal potente

El inflaton sufrió intensas fluctuaciones, que tenía propiedades especiales. Formaron grumos, por ejemplo, haciéndolos oscilar en regiones localizadas del espacio. Estas regiones se denominan oscillones y se pueden imaginar como ondas estacionarias. "Aunque los oscillones hace mucho que dejaron de existir, las ondas gravitacionales que emitieron son omnipresentes, y podemos usarlas para mirar más al pasado que nunca, "dice Antusch.

Usando simulaciones numéricas, el físico teórico y su equipo pudieron calcular la forma de la señal del oscillon, que se emitió solo fracciones de segundo después del Big Bang. Aparece como un pico pronunciado en el espectro bastante amplio de ondas gravitacionales. "Antes de nuestros cálculos, no hubiéramos pensado que los osciladores pudieran producir una señal tan fuerte a una frecuencia específica, "Antusch explica. Ahora, en un segundo paso, los físicos experimentales deben probar la existencia de la señal utilizando detectores.