D4 Big Bang: Radiometría de Microondas del Universo Primitivo

Tópico

El protagonista de este modelo es el espectro del propio fondo cósmico de microondas, medido con una precisión cada vez mayor por sucesivas misiones espaciales.

Un satélite pionero llevó a bordo tres instrumentos distintos: uno de ellos midió, con una precisión sin precedentes, el espectro completo de ese fondo cósmico usando un interferómetro criogénico, confirmando que se trata de un cuerpo negro casi perfecto, con desviaciones extremadamente pequeñas —un resultado que después recibió el Premio Nobel—; otro de esos instrumentos descubrió, además, las anisotropías de temperatura a gran escala angular.

Una misión posterior mejoró sustancialmente la resolución angular con la que se mide ese mismo espectro y midió su espectro de potencia hasta escalas mucho más finas, lo que permitió determinar la edad del universo con una precisión del uno por ciento.

La física de fondo que sostiene todo esto es sencilla: un Big Bang caliente produce necesariamente un espectro de cuerpo negro puro, de modo que cualquier desviación de ese espectro señalaría la presencia de procesos energéticos nuevos en el universo primitivo.

Lo más notable del primer instrumento es su diseño diferencial: compara la radiación del cielo directamente contra un cuerpo negro de referencia interno, controlado en temperatura con una precisión de millonésimas de grado, eliminando toda señal propia del instrumento hasta dejar expuesta solamente la huella pura del fondo cósmico. Detectar la variación de temperatura a la mayor escala angular posible demostró, además, que las semillas de las grandes estructuras ya estaban impresas desde esa época temprana. Así, desde el espectro del fondo cósmico de microondas con el que arranca este documento hasta esas semillas de estructura ya impresas con las que termina, pasando por el interferómetro criogénico y la mejora en resolución angular de la misión posterior, la radiometría del Big Bang hace que un mismo espectro, medido cada vez con más precisión, termine revelando tanto la naturaleza térmica pura del universo primitivo como el origen de toda la estructura que vino después.

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