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El descubrimiento científico del año en cinco preguntas

El hallazgo sobre el nacimiento del universo presentado ayer es tan importante como complicado. Un experto en cosmología de EEUU te ayuda a comprenderlo en cinco pasos

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El experimento BICEP2, en el Polo Sur. / Robert Schwarz, UM

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Sean McWilliams es profesor de física en la Universidad de Virginia Occidental y experto en ondas gravitacionales. El experto te explica, en cinco preguntas, qué se ha descubierto sobre el nacimiento del universo y por qué debe importarte.

¿Qué han descubierto exactamente?

El telescopio BICEP2 ha detectado un nivel estadísticamente significativo de polarización modo B en la radiación de fondo de microondas (CMB en sus siglas en inglés) a escalas angularmente grandes. [La radiación de fondo de microondas es la luz generada por el Big Bang que sigue llegando a la Tierra en forma de radiación constante]. En general, la luz puede polarizarse, lo que significa que apunta en una dirección bien definida. Cuando miramos a la radiación de fondo de microondas podemos ver en qué dirección apunta la luz en cada punto del cielo. Cuando lo hacemos, la mayor parte de la luz está polarizada en líneas rectas, ya sean de abajo a arriba, de izquierda a derecha o también siguiendo líneas diagonales. Esto es lo que se llama el modo E y en principio podemos eliminarlo de nuestras observaciones. Cuando lo haces, lo que queda son los modos B, que tienen una trayectoria ondulada a lo largo del cielo. Recientemente se observó esa ondulación en escalas pequeñas y se supo que se debía a la influencia de la gravedad de los objetos (planetas, galaxias) que hay entre la luz del CMB y nosotros. El nuevo descubrimiento de BICEP2 es la detección de modos B a escalas grandes con una confianza estadística de más de 5 sigmas [un margen de error de uno entre 35 millones]. La huella quedó impresa en el CMB cuando fue emitida esta luz por primera vez y corresponde a las ondas gravitacionales que se extendían por el universo en aquel tiempo. Esas ondas las generó la inflación, cuando el universo era muy pequeño pero estaba expandiéndose muy rápidamente. Esas ondas se fueron calmando en el lapso de tiempo entre la inflación y la aparición de la radiación de fondo de microondas y se han vuelto aún más calmadas desde entonces. Pero analizando el CMB podemos ver una instantánea de lo que hacían las ondas gravitacionales a los fotones del CMB en aquel tiempo.

¿Cómo de fiables son los resultados?

El descubrimiento es muy sólido. Todo se reduce a la significación estadística. Asumiendo que las observaciones son reales, no hay otro mecanismo viable de generar esos modos B que no sean las ondas gravitacionales generadas en el universo temprano. De hecho, la única pregunta que nos queda es saber si hay algún error sistemático en las observaciones que no se ha detectado. Una observación independiente por parte de otro experimento descartará esa posibilidad.

¿Es este un descubrimiento de Nobel?

Definitivamente, sí. La razón es que el descubrimiento es a la inflación lo que un cuchillo ensangrentado o una pistola humeante a un crimen. También tiene importantes implicaciones en física de partículas, porque nos está contando el estado del universo durante un tiempo en el que era increíblemente pequeño y por tanto con mucha energía concentrada. El hecho de que la señal captada se deba a ondas gravitacionales es muy interesante pero creo que estas otras dos razones son las principales por las que este descubrimiento garantiza un premio Nobel si se confirman.

¿Cómo es de novedoso?

Recientemente, POLARBEAR encontró modos B en escalas más pequeñas, pero no eran primordiales, es decir, de las primeras etapas del universo.

¿Es realmente directa la observación de esas primeras ondas del Big Bang?

Esta es una pregunta interesante y sutil. Yo argumentaría que este resultado es más directo que la de Hulse-Taylor, que ganaron el Nobel, porque estamos viendo directamente la huella de las ondas gravitacionales en los fotones. Dicho esto, la observación de Hulse-Taylor es más dinámica, porque podemos ver cómo el sistema continúa evolucionando debido a la emisión continua de ondas gravitacionales. En cambio esta nueva observación es estática, es decir, una imagen fija del contenido de las ondas gravitacionales que contenía el universo en un momento específico de la historia del universo. Pronto, tanto los interferómetros de láser como Advanced LIGO y los dispositivos de análisis de púlsares como NANOGrav harán observaciones que serán inequívocamente directas y además, dinámicas, y esto también dará lugar a más descubrimientos dignos de Nobel. De cualquier forma, independientemente de los modos B causados por ondas gravitacionales que ha visto BICEP2, esta observación se llevará el Nobel sólo por sus implicaciones para la inflación.

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COMENTARIOS

  • mcbad

    ¿Universidad del Oeste de Virginia?

    Creo que es la Universidad de West Virginia, un estado de EEUU situado al oeste del estado Virgina en la coste este.

    • hibiki

      Así es. En ese caso, el nombre en español de la institución es Universidad de Virginia Occidental.

      • Nuño

        Es cierto. Ya está cambiado, gracias por estar pendientes. Saludos!

    • MeAguevas

      Eso fue lo mejor que pudiste aportar a este artículo?? :(

  • Antonio

    Lo siento pero no logro comprender la idea de que “En un Principio” todo estaba replegado en una “singularidad” energética en la que ni tan siquiera se podía discernir el tiempo del espacio…para que, luego, tras 13.500 millones de años haya una manifiesta pluralidad de fenómenos, que no precisan derivarse genésicamente los unos de los otros entre sí. En todo esto siempre entra en juego la cuestión de las creencias, pero tampoco es tan distinto el creacionismo bíblico del creacionismo materialista-científico: son pensares monistas que niegan permanentemente la soberanía de la pluralidad. El “Big-bang” va en contra del Primer principio de la termodinámica, mientras que la teoría de la evolución de Darwin va en contra del Segundo (pues de la materia inanimada no puede surgir vida, de no ser que volvamos a creer en la resurrección de los muertos). Lo dejo aquí, pero no me convencen en absoluto.

    • Sergi

      ¿Por qué el Big Bang va en contra del primer principio de la termodinámica? Esta frase ha sido repetida por muchos “”creacionistas”, y se ha convertido en un mantra. El primer principio enuncia que la energía ni se crea ni se destruye, se transforma. Recuerdo que la teoría del Big Bang fue concevida, entre otros teóricos, por un sacerdote, Georges Lemaitre.

      El Big Bang sólo establece que un cúmulo o singularidad de materia-energía se expande, interpretable cómo que la energía térmica, por razones a explicar, se convierte en energía cinética. El hecho de cómo surgiera esa singularidad es otro tema, pero no lo trata el Big Bang.

      El Darwinismo y la termodinámica, otro mantra a repetir por creacionistas. El segundo principio de la termodinámica enuncia en sentido en el que acontecen los hechos. No habla ni de materia inanimada ni de nada por el estilo. Simplemente, enuncia que todo tiende a un equilibrio y homogeneidad. Dado que en este planeta existe un flujo de energía entrante, la del sol, y es mayor que la saliente, la irradiada al cosmos, puede pasar lo que se quiera, puesto se dispone de una fuente energética.

      Antes de hablar de termodinámica y crítica al darwinismo hazme un favor: lee un poco acerca de la termodinámica y te darás cuenta que estas diciendo algo similar a “2+2 son 5 porque sino se contradice la relatividad”

      • Tiberio

        ”All our knowledge has its origin in our perceptions”

    • Roka

      Puesnada, cree que esto lo hizo Dios en 6 días y al 7º descanso. Asi te quedas más tranquilo y no te rompes la cabeza pensando. ;)

    • Gonzalo

      Hay una GRAN diferencia entre el “creacionismo bíblico” y el “creacionismo materialista-científico”, como vos decís.
      La corriente de pensamiento bíblico inventa y después trata de armar una idea con lo que tiene a mano (tratar de explicarla hasta donde se pueda o imponerla cuando los argumentos fallan), pero la idea original jamás cambiará ni será aceptada ninguna crítica. Creo que me sobran los dedos de la mano para contar las veces que la iglesia católica, por ejemplo, se ha retractado y admitió su error (porque Dios no se puede equivocar y si se equivoca por qué llamarlo Dios?).
      La corriente de pensamiento científico junta la evidencia que tiene y forma una hipótesis, la prueba hasta el cansancio hasta que la encuentra correcta o incorrecta, pero todo (y no puedo darle más énfasis a TODO) resultado científico es verdad HASTA QUE SE DEMUESTRE LO CONTRARIO. Es el famoso método científico.
      El Big Bag es una teoría científica con mucha evidencia a favor y hoy más que nunca con estos descubrimientos toma mucha mayor fuerza.
      P/D: ¿Qué tiene que ver Darwin con todo esto? El origen de la vida como la conocemos es un misterio sin resolver, todavía.
      Teniendo a la ciencia de tu lado, los únicos obstáculos son el tiempo y la imaginación.

    • Javier

      Ni el Big Bang está en contra de la primer ley de la termodinámica, ni el origen de la vida está en contra de la segunda ley. Por cierto, Darwin no habla del “origen” de la vida, sino de la evolución de la vida. Lo que demuestra la confusión de conceptos que traes.

      No repitas lo que te dicen los anti-bigbang o los anti-evolución. No entienden nada.

  • Mi nombre

    No se han detectado ondas gravitacionales. Fotones no es lo mismo que ondas gravitacionales.

    • mijhail

      Las ondas gravitacionales son las que provocan la polarización de los fotones del CMB.

  • Gabo Kev Alvarez

    Excelente, muy buena noticia..

  • Laura Fernández

    Soy alumna de 1º de la ESO y la verdad es que al principio no entendía mucho esta noticia, pero su artículo me ha ayudado a verlo desde un punto de vista más comprensible para mi edad.
    Me ha llamado mucho la atención la noticia, porque yo ya había oído hablar de la teoría del BIG-BAN y esta noticia crearía un antes y un después en la historia del universo, aunque todavía nos quede mucho por descubrir.
    También me parece increíble que la huella directa de este fenómeno este todavía en el universo después de 35 millones de años.
    Por último querría recalcar una frase que me encanta y que todas estas noticias están haciendo más
    fuerte: No somos nada en el universo!

    • Francisco Javier Martín

      Sí que es asombroso, Laura. La inflación del universo fue algo
      descomunal. Eso sí, el universo tiene unos 13.800 millones de años, y no
      35. Lo de uno entre 35 millones es el margen de error del
      descubrimiento.

      Somos muy pequeñitos en la inmensidad del espacio y del tiempo, pero, como dijo Carl Sagan, somos el resultado de la evolución cósmica, somos seres del cosmos y, como tales, somos un medio por el que el cosmos se conoce a sí mismo.

  • Nudo

    Cagamos, ahora va a aumentar el dolar.

  • Jakeukalane Milegum Firisse

    Sin embargo, es demasiado pronto como para llamarlo descubrimiento. Tiene que ser confirmado por otros experimentos.

    • luis ernestoruiz

      ya Emos Descubierto ese Eco de ese big bang pero vendran otros ecos de otros big bang que estan naciendo y otros que llapasaron por que la ebolucion siquen y la vida continuda

      • Jakeukalane Milegum Firisse

        Además, es independiente de todo lo que has dicho. Aún así lo que has dicho sólo son especulaciones, todavía ni siquiera es ciencia.

  • lu1979

    Ha sido espectacular obtener huellas claras y concisas de la expansión de la materia, pero nos lleva a otra cuestión que me fascina más aún que esta y que espero que algún día se pueda resolver y es ¿de donde surgió la materia de la nada?.