Radiación de fondo de microondas

 

Hace unos días se dio a conocer la noticia de que el satélite PLANCK, lanzado el 14 de mayo de 2009, ha realizado el mapa más detallado hasta el momento de la radiación de fondo de microondas, más aún que su compañero el satélite WMAP. Esto, sin duda, es algo esencial para aumentar los conocimientos del universo y para conocer la distribución más precisa de la materia oscura y de la energía oscura.

Pero para conocer mejor este tema y la importancia de este trabajo, veamos exactamente que es la radiación de fondo.

   

 

 

Arno Peinzas y Robert Wilson estaban trabajando conjuntamente en un receptor ultrasensible de microondas con el fin de llevar a cabo estudios de radioastronomía. Fue en 1964 cuando vieron que el receptor recibía un extraño ruido, que no fueron capaces de explicar. Fue entonces cuando creyeron que este ruido podía provenir de alguna fuente humana, como una ciudad. Sin embargo, al dirigir el receptor a la civilización, el ruido se incrementó mínimamente. Fue entonces cuando, viendo que era un sonido diferente a la radiación producida por la Vía Láctea, y descartando otras fuentes de radiación, publicaron que aquel ruido no era otra cosa que el remanente de la gran explosión inicial, el Big Bang. Gracias a ello, cabe mencionar, que obtuvieron el Premio Nobel en 1978.

 

La radiación de fondo muestra variaciones de temperatura que se corresponden con las diferentes densidades que se dieron tras el inicio del universo. Tras este inicio, el universo estaba formado por un plasma compuesto por protones, electrones y fotones. Este plasma poseía en principio una gran temperatura, de forma que los electrones y los protones no podían interactuar para formar los conocidos átomos. Debido a esta gran explosión, y a, según se piensa, la presión producida por la energía negativa, este plasma fue expandiéndose, y por consiguiente, según la segunda ley de la termodinámica, se fue enfriando. En ese momento los electrones y los protones se combinaron para dar lugar a los átomos de hidrógeno, que se compactarían dando lugar a estrellas, que mediante la fusión, darían lugar al helio, que a su vez produciría el oxígeno, ofreciendo la diferenciación atómica actual. A su vez, los fotones comenzaron a disminuir su temperatura y a viajar por el espacio sin interactuar con las partículas que ya se habían unido en átomos. Estas uniones de electrones y protones, para adquirir la máxima estabilidad, liberaban una gran cantidad de energía, que en forma de fotones, viajó también por el universo.

Pero para entender las imágenes de la radiación de fondo hay que parar sobre las anisotropías. Estas nos dicen que según la dirección en la que examinemos la materia, esta va a aparecer con diferentes cualidades. Pero el problema es que en un principio, la radiación de fondo parece ser isótropa, es decir, no varía según la dirección en que se mida. Esto llevó a afirmar la “teoría inflacionaria”, que explica el “problema del horizonte”. Es decir, lo que nos dice el problema del horizonte es que en el universo, tanto la materia como la energía, se encuentran distribuidas uniformemente, pero pudiendo observar que entre estas y el universo no se ha producido el equilibrio térmico. La teoría de la inflación ayuda a explicar esto afirmando que el universo, además de expandirse, lo hace de forma acelerada, es decir, el espacio que se encuentra alrededor de los objetos se expande a tan altas velocidades que pueden superar la velocidad de la luz (pero sin romper con la teoría de la relatividad, debido a diferentes razones). Esto, por tanto, explica la homogeneidad tanto de la materia como de la energía en el universo.

Imagen obtenida por el satélite WMAP

 

Imagen obtenida por el satélite PLANCK

 

Pero finalmente, en los años 90, estas anisotropías fueron detectadas, especialmente por el satélite COBE de la NASA. Se detectaron entonces variaciones de densidad en el universo, y esto es lo que ayudaría a conocer de forma más completa la primitiva formación de las galaxias y su distribución actual.

Más tarde, en 2001, la NASA lanzó el satélite WMAP, que por el momento consiguió hacer el mapa más completo de esta radiación, en la que se muestran, en diferentes colores, las anisotropías que se encontraban en el universo primitivo. Y (termino con la noticia que empecé) actualmente el satélite PLANCK, en marzo de este mismo año, ha dado a conocer este nuevo mapa que muestra, en diferentes colores, las diferencias de densidad que se encontraban en el universo poco después al Big Bang, y que formaban los primeros indicios de la materia.