D5 Nucleosíntesis Primordial

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El protagonista de este modelo son las abundancias primordiales de deuterio, del helio más común —con cuatro nucleones en su núcleo— y del litio pesado —con siete nucleones en su núcleo—, tal como las predice la nucleosíntesis del Big Bang y tal como se miden en los objetos con la menor contaminación estelar posible.

El instrumento clave para esa medición son espectrógrafos de resolución altísima acoplados a telescopios gigantes de ocho a diez metros de apertura, que observan sistemas absorbentes de muy baja metalicidad dentro de los espectros de cuásares lejanos, donde la línea del deuterio aparece separada de la línea del hidrógeno por un pequeño desplazamiento de velocidad.

Esa razón entre el deuterio y el hidrógeno determina, de manera directa, la densidad bariónica del universo primitivo.

Lo más notable de estos espectrógrafos es que combinan una resolución espectral altísima, necesaria para separar limpiamente ambas líneas, con la capacidad de colección de luz de un telescopio de gran apertura, necesaria para reunir suficientes fotones de cuásares tan tenues y lejanos dentro de un tiempo de exposición razonable. Un diseño particular de rejilla divide además la luz en decenas de órdenes de difracción superpuestos, capturando toda la información espectral en una sola exposición.

Medir esa misma razón con una precisión del uno por ciento es hoy una de las pruebas más limpias que existen del modelo estándar del Big Bang: cualquier discrepancia persistente en esa medición señalaría física nueva en los primeros minutos del universo. Así, desde las abundancias primordiales con las que arranca este documento hasta esa prueba tan limpia del modelo estándar con la que termina, pasando por los espectrógrafos de altísima resolución y la razón entre deuterio e hidrógeno, la nucleosíntesis primordial medida en cuásares hace que unas pocas líneas espectrales, separadas por un desplazamiento minúsculo, terminen poniendo a prueba la física de los primeros minutos del universo entero.

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