Ondas Gravitatorias Primigenias

Hoy, día 11 de febrero de 2016, los físicos están de fiesta. Han sido detectadas por el equipo de investigación LIGO ondas gravitatorias primigenias procedentes de la colisión de dos agujeros negros. Veamos un repaso general para ver de qué trata todo esto:

El Big Bang es una teoría de la evolución del Universo. Dado que es un hecho que el Universo está en expansión (demostrado por Edwin Hubble), en algún momento con anterioridad debió ocupar un volumen menor y menor...Así, podemos imaginar que al principio de los tiempos todo "estuviese concentrado en un punto". A partir de ahí surgió la Gran Explosión que originó el Universo actual. ¿Pero por qué esa explosión? 

Fruto del Big Bang, y 300.000 años después de este, los electrones se asociarían con los núcleos atómicos para formar los primeros elementos (hidrógeno, helio, litio...). En esas transiciones electrónicas se emitieron fotones, que hoy en día los detectamos con satélites como el WMAP (localización) o el novísimo Planck.

Debido al Efecto Doppler, detectamos esa radiación en forma de microondas.

Imagen proporcionada por el WMAP

Este mapa inicial del Universo, donde podemos observar que la materia no está uniformemente distribuida, puede ayudarnos a ver dónde se localizan los cúmulos masivos (galaxias, grupos...) de nuestro Universo. Este es un claro argumento a favor de la Teoría del Big Bang. Pero, ¿cómo se formó el Big Bang?

En 1981, Andrei Linde y Alan Guth, dos físicos estadounidenses, presentaron su Teoría de la Inflación. En ella, el Universo comenzó debido a una serie de fluctuaciones cuánticas (aniquilación entre materia y antimateria, clic aquí para saber más). Así, se inició una expansión exponencial llamada inflación. En un intervalo de tiempo lo más diminuto imaginable, el Universo pasó de ser del tamaño de una canica al de una galaxia...

Imaginemos que todo el espacio en expansión es una olla a presión llena de agua hirviendo. Nuestro universo se formaría a partir de burbujas de ese agua hirviendo, es decir, cuando esa inflación se frena y no sabemos por qué. Esa burbuja dejaría de expandirse exponencialmente, y toda la energía liberada en ese proceso se transformaría en la materia actual del Universo, la radiación, materia y energía oscura... A partir de aquí surgen teorías como la de universos múltiples...

En esa creación de energía y materia se producen fluctuaciones. Como nos muestra el WMAP, la distribución de esa materia no es uniforme.

Modelo inflacionario

Imaginemos el Universo como una enorme sábana (el espaciotiempo). Al crearse materia sobre esa sábana, se crean ondulaciones que se propagan por toda la sábana. Esas ondulaciones de la sábana son las ondas gravitatorias, predichas por Einstein hace 100 años. Se propagan a la velocidad de la luz, así que hay cierta relación entre el fondo de microondas y estas ondas. Debido a la gran densidad del universo primitivo, esas ondas eran bastante poderosas. Clic aquí para saber más sobre Relatividad Especial.

Vídeo para móviles

Esos fotones del fondo de microondas poseen una determinada polarización, que depende del último átomo en el que haya rebotado esa luz. Estudiando la polarización del fondo de microondas cósmico, los físicos han determinado que en ese ambiente existían ondas gravitacionales, lo que es un argumento a la teoría de la inflación y a la de la relatividad general.

Hace pocas horas, se ha descubierto la presencia de ondas gravitatorias primigenias, ondas procedentes de los comienzos del Universo. La presencia de estas perturbaciones, meras hipótesis durante más de 30 años, es un argumento a favor de la Teoría de la Inflación. Hoy dejan de ser hipótesis. 

Hoy sabemos un poco más sobre el origen del Universo.

Alan Guth, paul Steinhardt y Andrei Linde

Aquí os dejaré algunos enlaces sobre este magnífico descubrimiento:

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