Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y facilitarte el uso de la web mediante el análisis de tus preferencias de navegación. También compartimos la información sobre el tráfico por nuestra web a los medios sociales y de publicidad con los que colaboramos. Si continúas navegando, consideramos que aceptas nuestra Política de cookies .

1 de Julio de 2014
Cosmología

¿Inflación o polvo?

Dos estudios recientes señalan una posible explicación alternativa a los datos de BICEP2.

Los resultados anunciados en marzo por la colaboración BICEP2 resultan compatibles con la huella dactilar que la inflación cósmica podría haber dejado en el fondo de microondas. De confirmarse, nos hallaríamos ante un descubrimiento histórico. Pero ¿admiten los mismos datos una explicación más prosaica?

A finales de mayo, los investigadores de la Universidad de California Michael J. Mortonson y Uroš Seljak publicaron en el repositorio de artículos científicos arXiv un análisis que ponía en duda la interpretación de los datos en términos de ondas gravitacionales primigenias. Días después, Raphael Flauger, del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, y sus colaboradores hacían público, también en arXiv, otro estudio con conclusiones similares. Twitter y numerosos blogs de investigadores y aficionados a la cosmología se han llenado de discusiones al respecto. Examinemos por qué.

Después de todo el esfuerzo invertido en detectar la —diminuta— señal de polarización de los modos B en el fondo de microondas, el trabajo aún no ha concluido. Ahora empieza otro: el de interpretación de los resultados. El gran problema se debe a que la Vía Láctea contiene polvo cósmico, electrones libres y un campo magnético propio, una combinación de factores que produce emisión polarizada en las mismas frecuencias en las que se observa el fondo cósmico de microondas.

Promediada en todo el cielo, la emisión galáctica resulta mucho mayor que cualquier señal de polarización de origen primordial. No obstante, una y otra pueden distinguirse de dos maneras. Por un lado, el fondo de microondas emite como un cuerpo negro, mientras que la galaxia no. Por otro, el fondo cósmico es muy uniforme en todas las direcciones del cielo; las emisiones de la Vía Láctea, en cambio, suelen concentrarse en determinadas zonas, como el disco galáctico. Así pues, para separar ambas señales caben dos opciones: realizar medidas en distintas frecuencias, o bien seleccionar un área del cielo en la que la contaminación galáctica sea mínima.

El experimento BICEP2 observó una región celeste conocida como el «hoyo sur», una ventana libre hacia el cosmos. Sin embargo, solo tomó medidas a una frecuencia: 150 gigahercios (GHz). El experimento previo, BICEP1, observó la misma zona a 100 GHz, aunque con menor sensibilidad. La combinación de ambos experimentos no basta para separar las señales cósmica y galáctica, por lo que los resultados de BICEP2 hubieron de complementarse con los obtenidos en el pasado por otros observatorios.

Hace unos años, el satélite WMAP registró datos de polarización en todo el cielo para frecuencias comprendidas entre 30 y 90 GHz. Aunque mucho más ruidosos que los obtenidos por BICEP2, los resultados de WMAP sí dan una buena idea de la contaminación debida al efecto de los electrones libres en el campo magnético de la galaxia.

Más problemática resulta la emisión polarizada del polvo. Cuando se anunciaron los resultados de BICEP2, no se disponía de observaciones a frecuencias más altas en las regiones dominadas por el polvo. El pasado 5 de mayo, sin embargo, la colaboración Planck hizo públicos sus resultados sobre dichas emisiones, aunque estas no correspondían a la región celeste estudiada por BICEP2. Por tanto, para cuantificar qué fracción de la señal de BICEP2 podría deberse al polvo galáctico, debemos recurrir a modelos.

Pero los modelos son... modelos. En su artículo, Flauger y sus colaboradores subrayaron las limitaciones del método empleado por el equipo de BICEP2 para sustraer la contaminación por polvo. Según este, la señal debida al polvo sería muy pequeña en la zona del cielo observada. No obstante, existen otras regiones en las que la fracción de polarización debida al polvo resulta mucho mayor, por lo que nada impediría que lo mismo ocurriese en el hoyo sur. Teniendo en cuenta todas estas limitaciones, podría suceder que toda la señal observada por BICEP2 no fuese más que un producto del polvo galáctico.

La hazaña lograda por la colaboración BICEP2 merece toda nuestra admiración y respeto. Su trabajo ha llegado a donde nunca nadie lo había hecho antes, al reducir el ruido ambiental e instrumental en ocho órdenes de magnitud. Tal vez nuestra galaxia haya sido cruel y haya disfrazado sus emisiones de polvo en forma de ondas gravitacionales primigenias. Pero también puede ocurrir que haya sido amable y que la región celeste explorada por BICEP2 no se encuentre demasiado contaminada.

La solución provendrá de observaciones a frecuencias más elevadas. Por fortuna, no faltan experimentos. Entre otros, el equipo de BICEP2 ya está en ello, y se espera que antes de Navidad Planck publique más datos. Los próximos meses prometen ser muy emocionantes.

Artículos relacionados

Artículo incluido en

Tras las huellas de la inflación

    • Robert Schwarz

Los astrónomos llevan cerca de veinte años estudiando el fondo cósmico de microondas desde la Antártida. Hace unos meses, un experimento obtuvo los que podrían ser los primeros indicios de las ondas gravitacionales generadas durante el nacimiento del universo.

Puedes obtener el artículo en...

¿Tienes acceso?

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.