Los astrónomos han detectado la primera evidencia directa de la inflación cósmica, la dramática expansión del Universo que ocurrió hace 13.700 millones de años y que hasta ahora solo había sido teorizada.

Hace casi 14.000 millones de años, el Universo que habitamos comenzó con un extraordinario evento que inició el Big Bang. En la primera y breve fracción de un segundo, el Universo se expandió de manera exponencial, estirándose más allá de lo que puede ver el mejor de los telescopios. Todo esto, por supuesto, era solo teoría.

Los investigadores de la colaboración BICEP2 anunciaron hoy la primera evidencia directa de esta inflación cósmica. Sus datos también representan la primera visión de las ondas gravitacionales, u ondas en el espacio-tiempo. Estas ondas han sido descritas como los «primeros remezones del Big Bang». Finalmente, los datos confirman una profunda conexión entre la mecánica cuántica y la relatividad general.

«La detección de esta señal es uno de los objetivos más importantes en la cosmología actual. Un montón de trabajo realizado por muchas personas nos ha traído a este punto», dijo John Kovac (Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, CfA), director de la colaboración BICEP2.

Estos sorprendentes resultados provienen de observaciones del telescopio BICEP2 del fondo cósmico de microondas (CMB); un débil resplandor dejado atrás por el Big Bang. Pequeñas fluctuaciones en este resplandor proporcionan pistas de las condiciones presentes en el Universo primitivo. Por ejemplo, pequeñas diferencias en la temperatura en el cielo muestran dónde eran más densas algunas partes del Universo, eventualmente condensándose en galaxias y cúmulos galácticos.

Dado que el CMB es una forma de luz, presenta las propiedades de esta, incluyendo la polarización. En la Tierra, la luz solar es dispersada por la atmósfera y se polariza, que es la razón por la que los lentes de sol ayudan a reducir el resplandor. En el espacio, el CMB fue dispersado por los átomos y electrones y también se volvió polarizado.

«Nuestro equipo buscó un tipo especial de polarización, conocido como ‘modo-B’, que representa un patrón de distorsión en las orientaciones polarizadas de la antigua luz», dijo Jamie Bock (Caltech/JPL).

Las ondas gravitacionales oprimen el espacio a medida que viajan, y este apretón produce un patrón perceptible en el CMB. Las ondas gravitacionales tienen una «orientación», pudiendo tener polarizaciones izquierdas o derechas.

«El patrón arremolinado del modo-B es una huella única de las ondas gravitatorias debido a su orientación», dijo Chao-Lin Kuo (Stanford/SLAC). Por tanto, esta es una detección indirecta de las huellas dejadas por las ondas gravitacionales en el CMB.

El equipo examinó escalas espaciales en el cielo que abarcan alrededor de uno a cinco grados (de dos a diez veces el diámetro de la Luna llena). Para hacerlo, viajaron al Polo Sur para aprovechar su aire frío, seco y estable. Un lugar perfecto para observar las tenues microondas del Big Bang.

Se sorprendieron al detectar una señal de polarización modo-B más fuerte de lo que muchos cosmólogos esperaban. El equipo analizó sus datos durante más de tres años en un esfuerzo por descartar errores. También consideraron que el polvo en nuestra galaxia pudiese producir el patrón observado, pero los datos sugieren que es altamente improbable.

Acerca de las implicaciones de este descubrimiento, el físico teórico Avi Loeb de Harvard dijo que «este trabajo ofrece nuevos indicios de algunas de nuestras preguntas más básicas: ¿Por qué existimos? ¿Cómo comenzó el Universo? Estos resultados no solo son una fuerte prueba de la inflación, sino que también nos dicen cuándo tuvo lugar la inflación y cuán poderoso fue el proceso».

Los papers que describen los detalles técnicos pueden encontrarse online en BICEP2.

Fuente: CfA