{"id":220,"date":"2020-05-11T14:45:00","date_gmt":"2020-05-11T12:45:00","guid":{"rendered":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/?p=220"},"modified":"2020-05-11T19:18:23","modified_gmt":"2020-05-11T17:18:23","slug":"fotografiando-el-big-bang-parte-ii","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2020\/05\/11\/fotografiando-el-big-bang-parte-ii\/","title":{"rendered":"Fotografiando el Big Bang (II)"},"content":{"rendered":"\n

En una entrada anterior<\/a> hablamos del Big Bang y de c\u00f3mo el Modelo Cosmol\u00f3gica Est\u00e1ndar (MCE) describe la evoluci\u00f3n del universo cuando la densidad de energ\u00eda del mismo es menor que la densidad de Planck, lo que nos permite obviar los efectos de la gravedad cu\u00e1ntica. Ahora bien, \u00bfcu\u00e1l es la descripci\u00f3n actual de esos momentos primitivos del universo en que \u00e9ste ten\u00eda una densidad de energ\u00eda sub-Planckiana, pero igualmente mucho m\u00e1s alta que la alcanzada en los aceleradores de part\u00edculas?<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Resulta que, para que el MCE sea consistente en el presente, en los momentos primigenios del universo (insistimos, siempre a escala sub-Planckiana), el Universo tuvo que experimentar un proceso de Inflaci\u00f3n<\/a> <\/em>(\u00e9sta es al menos la hip\u00f3tesis dominante en la comunidad cient\u00edfica). Esto consiste b\u00e1sicamente en un per\u00edodo de duraci\u00f3n finita de expansi\u00f3n acelerada, tal que la distancia relativa entre dos puntos en el universo (ya existente) crece exponencialmente 1<\/a><\/sup> en una fracci\u00f3n infinitesimal de segundo. \u00a1Estupendo! Pero \u00bfqu\u00e9 tiene que ver esto de la Inflaci\u00f3n c\u00f3smica con el t\u00edtulo de este art\u00edculo? Pues resulta que…<\/p>\n\n\n\n

1) el propio proceso inflacionario borra toda informaci\u00f3n de la condici\u00f3n de d\u00f3nde ven\u00eda el universo justo antes de comenzar la inflaci\u00f3n<\/p>\n\n\n\n

y 2) dado que una vez el universo empieza a inflacionar ya no sabemos de d\u00f3nde ven\u00eda anteriormente, en este paradigma ya no hay extrapolaci\u00f3n posible al pasado que prediga una singularidad.<\/p>\n\n\n\n

Vale, pero entonces, si no hay Big Bang que valga (al menos de acuerdo al paradigma inflacionario del universo, que es el marco te\u00f3rico dominante de los primeros instantes del universo), \u00bf\u00bfentonces de qu\u00e9 hablamos cuando le queremos sacar una foto al Big bang??<\/p>\n\n\n\n

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El Universo ha pasado por distintas fases en su evoluci\u00f3n. \u00bfC\u00f3mo podemos aprender sobre ellas?
Fuente: E. Siegel, con im\u00e1genes de ESA, PLANCK y la DoE\/NASA\/NSF interagency task force on CMB research<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Aunque no sabemos en qu\u00e9 fase estaba el universo antes de la inflaci\u00f3n (\u00bfAcababa de aparecer justo<\/em> antes? \u00bfcu\u00e1nto antes? \u00bfo hab\u00eda existido quiz\u00e1 siempre hasta el momento en que empez\u00f3 a ocurrir el proceso de inflaci\u00f3n?), lo que s\u00ed podemos es sacarle una foto al proceso inflacionario. \u00bfY de qu\u00e9 tipo de foto hablamos? Pues resulta que la expansi\u00f3n inflacionaria hace un predicci\u00f3n muy notable y que resulta una consecuencia pr\u00e1cticamente \u00fanica de dicho marco te\u00f3rico: a saber, que radiaci\u00f3n de naturaleza gravitatoria 2<\/a><\/sup> es emitida durante la inflaci\u00f3n, y no se ve modificada por la evoluci\u00f3n posterior del universo durante los 13.700 millones de a\u00f1os siguientes. Es decir, inflaci\u00f3n predice que hay un fondo de radiaci\u00f3n gravitatoria f\u00f3sil<\/em>, que est\u00e1 en todas partes del espacio (\u00a1esperando a que lo detectemos!). \u00bfY han o\u00eddo ustedes hablar de la detecci\u00f3n reciente de ondas gravitacionales? 3<\/a><\/sup> Desde 2015, de forma sistem\u00e1tica, la red de experimentos LIGO y VIRGO detecta (usando una t\u00e9cnica denominada de interferometr\u00eda<\/a> l\u00e1ser) radiaci\u00f3n gravitatoria en forma de pulsos de corta duraci\u00f3n, procedentes de cuerpos celestes astrof\u00edsicos 4<\/a><\/sup>. En otras palabras, la astronom\u00eda de ondas gravitacionales ya es una realidad, y con ella, potencialmente al menos, la posibilidad de poder detectar (eventualmente) el fondo cosmol\u00f3gico inflacionario de ondas gravitacionales. De momento las se\u00f1ales de ondas gravitacionales detectadas por LIGO\/VIRGO proceden de fen\u00f3menos que sucedieron en el universo tard\u00edo, es decir mucho despu\u00e9s de los momentos primigenios de la inflaci\u00f3n que nos ata\u00f1en aqu\u00ed. Sin embargo, el tipo de radiaci\u00f3n gravitatoria es de la misma naturaleza que la predicha por inflaci\u00f3n, y ya sabemos qu\u00e9 podemos medirla directamente, porque as\u00ed lo acreditan las detecciones hechas por LIGO\/VIRGO. La pregunta es entonces, \u00bfqu\u00e9 tipo de detector necesitar\u00edamos para medir el fondo inflacionario de ondas gravitacionales? Desgraciadamente sabemos que LIGO\/VIRGO, o incluso cualquiera de los futuros detectores planeados para la primera mitad del Siglo XXI (LIGO-India, KAGRA, LISA, ET, etc, que superar\u00e1n a LIGO\/VIRGO en sus capacidades) no tendr\u00e1n la suficiente precisi\u00f3n. La cosa pinta mal.<\/p>\n\n\n\n

Desde los a\u00f1os 90, sabemos sin embargo, que la presencia de ondas gravitaciones primordiales procedentes de la inflaci\u00f3n c\u00f3smica, es capaz de dejar tambi\u00e9n una huella muy caracter\u00edstica en la polarizaci\u00f3n del fondo c\u00f3smico de microondas<\/a> (en ingl\u00e9s CMB, Cosmic Microwave Background). El CMB fue descubierto en 1964, como ya os contamos aqu\u00ed<\/a>, pero a d\u00eda de hoy no hemos sido todav\u00eda capaces de observar este patr\u00f3n de polarizaci\u00f3n, llamado modo B<\/em> de la polarizaci\u00f3n. El modo B est\u00e1 siendo buscado, sin embargo, sistem\u00e1ticamente por los experimentos que miden cada vez con mayor precisi\u00f3n la propiedades del CMB. Se estima que dentro de la d\u00e9cada recientemente estrenada, la precisi\u00f3n de estos experimentos ser\u00e1 tal que, o bien detectamos el modo B de la polarizaci\u00f3n del CMB predicha por por la presencia del fondo de ondas gravitacionales inflacionarias, o bien ya nunca podremos detectarlas por esta t\u00e9cnica, ya que futuros experimentos no podr\u00e1n mejorar la precisi\u00f3n debido a razones intr\u00ednsecas de las propiedades del propio CMB. En el primero de los casos, si se descubre el modo B en la polarizaci\u00f3n del CMB, se podr\u00e1 deducir de \u00e9l la propiedades del fondo de ondas gravitacionales de inflaci\u00f3n. En el segundo caso, si no se descubre el modo B, habr\u00e1 que esperar a que la tecnolog\u00eda de la detecci\u00f3n directa de ondas gravitacionales (basada en la interferometr\u00eda l\u00e1ser) mejore hasta el umbral requerido. Qui\u00e9n sabe, a lo mejor usted, estimada lectora\/estimado lector, acaba siendo la persona que proponga la siguiente t\u00e9cnica para detectar ondas gravitacionales primigenias.<\/p>\n\n\n\n

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El autor trabajando duramente en el CERN.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Si eventualmente conseguimos detectar el fondo cosmol\u00f3gico de ondas gravitacionales procedentes de la inflaci\u00f3n, esto ser\u00e1 lo m\u00e1s cerca que estaremos jam\u00e1s de hacer una foto al Big Bang: cuando la se\u00f1al en s\u00ed no proceda del Big Bang realmente (sino del periodo inflacionario), ni sea una foto al uso como las que hacemos con nuestras c\u00e1maras fotogr\u00e1ficas, representar\u00e1 en cualquier caso la radiaci\u00f3n f\u00f3sil m\u00e1s antigua que nos pueda informar de c\u00f3mo era el universo en sus momentos m\u00e1s primigenios hasta los que nos podamos remontar en su historia c\u00f3smica. Ser\u00e1 lo m\u00e1s cerca que estemos jam\u00e1s de obtener una fotograf\u00eda del universo en sus albores.<\/p>\nNotas al pie:

  1. Se calcula que al menos un factor ~1028<\/sup>, es decir, \u00a1un 1 seguido de 28 ceros![↩<\/a>]<\/span><\/li>
  2. \u00c9sta es una radiaci\u00f3n que no es de naturaleza electromagn\u00e9tica, es decir no es c\u00f3mo la luz ordinaria, emitida por cargas el\u00e9ctricas, a la que estamos acostumbrados. Es una radiaci\u00f3n de origen gravitatorio, emitida por cualquier cuerpo o part\u00edcula que gravite.[↩<\/a>]<\/span><\/li>
  3. Por supuesto que lo han hecho, ya que en este blog se lo contamos aqu\u00ed<\/a> y aqu\u00ed<\/a>.[↩<\/a>]<\/span><\/li>
  4. B\u00e1sicamente sistemas binarios de agujeros negros y otros cuerpos compactos.[↩<\/a>]<\/span><\/li><\/ol>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    \u00bfPodemos realizar una foto del Big Bang? En este art\u00edculo respondemos a esta fascinante pregunta.<\/p>\n","protected":false},"author":62,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14,9],"tags":[36,28,37,39,40],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/220"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/62"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=220"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/220\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":311,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/220\/revisions\/311"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=220"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=220"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=220"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}