El Universo puede ser curvo en vez de plano

Posted by: DTR Posted date: 9/23/2013 / comment : 0

• Desafiando lo establecido, científicos británicos creen que el Cosmos tiene la forma de una silla de montar, algo que explicaría las anomalías encontradas entre los restos de Big Bang

   

  

   

  Cuando los cosmólogos pudieron examinar la radiación dejada por el Big Bang, lo que se conoce como fondo cósmico de microondas, comprobaron que vivimos en un Universo asimétrico, es decir, que no presenta las mismas propiedades en todas direcciones, algo que aún no ha podido ser explicado. Dos científicos de la británica Universidad de Edimburgo creen haber encontrado una razón para esa anomalía. Según explican en la revista Physical Review Letters, el Cosmos está ligeramente curvado, como si fuera un silla de montar o una patata tipo Pringle. Su modelo contradice la antigua creencia de que el Universo es plano.
  
  Los primeros indicios de esas extrañas irregularidades en el Universo fueron descubiertas en 2004 cuando la Sonda de Anisotropía de Microondas Wilkinson de la NASA proporcionó las primeras imágenes del fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés). Sorprendieron tanto a los científicos que algunos de ellos creyeron que se trataba de un error sistemático que se corregiría cuando el sucesor de la sonda, la nave espacial Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA), obtuviera nuevos datos más precisos. Pero los resultados de Planck, anunciados a principios de este año, confirmaron la anomalía.
  
  En efecto, el fondo cósmico de microondas muestra pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes del Universo: las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias, que vemos hoy en día. Según el modelo cosmológico estándar, estas fluctuaciones crecieron de forma brutal durante un breve período de expansión acelerada conocido como inflación, que duró menos de un segundo después del Big Bang. Sin embargo, el mapa de la luz más antigua del Universo revela que el Cosmos no presenta las mismas propiedades en todas direcciones, tal y como se contemplaba hasta ahora.
  
  La precisión de los datos de Planck es tan alta que ha desvelado una serie de características inexplicables para las que será necesario desarrollar nuevas teorías físicas. A gran escala, una de las mitades del mapa presenta más contraste de temperaturas con respecto al valor medio que la opuesta.
  
  El curvatón
  
  Para explicar esta anomalía, Andrew Liddle y Marina Cortês, investigadores de la Universidad de Edimburgo, proponen otro modelo de la inflación cósmica. La teoría más sencilla de la inflación sostiene que el Universo es plano y que su expansión es impulsada por un único campo cuántico llamado el inflatón. En su estudio, los investigadores apuestan por un segundo campo cuántico, el curvatón, para ajustar las fluctuaciones de densidad primordiales en el Universo joven. Este nuevo campo generaría las fluctuaciones de densidad desiguales que se han observado, algo que puede ocurrir si el espacio es curvo.
  
  Esto significa que si pudiéramos trazar un triángulo lo suficientemente grande en el espacio y medir sus ángulos internos, la suma de esos ángulos mediría menos de 180 grados. En un Universo plano los ángulos sumarían 180 grados exactamente. Por desgracia, no podemos viajar a esas distancias cósmicas para poder comprobarlo.
  
  En el modelo de Liddle y Cortés, la asimetría del CMB se derivaría de la falta de uniformidad a gran escala del Universo. Aunque los autores reconocen que su teoría todavía es especulativa, están convencidos de que coincide con lo observado por la nave Planck. Harán falta mediciones más precisas para determinar si están en lo cierto. 
   
   
   
   
   
• EL UNIVERSO PUEDE SER CURVADO Y NO PLANO

  
  

  Anomalías en la radiación fósil podrían contradecir la evidencia de un cosmos plano

  
  

  Vivimos en un mundo asimétrico. Esto es una lección que los cosmólogos han aprendido al examinar la estructura detallada de la radiación dejada por el Big Bang. Ahora dos cosmólogos muestran que los datos son consistentes con un Universo que está ligeramente curvado, de manera similar a una silla de montar. Si este modelo es correcto, seria revocar la antigua creencia de que el universo es plano.

  
  

  A gran escala, la precisión de las mediciones del fondo cósmico de microondas (CMB) tomadas por el telescopio Wilkinson Microwave Anisotropy Probe de la NASA proporcionaron los primeros indicios de una asimetría en 2004. Algunos expertos se preguntaron si podría tratarse de un error sistemático que se corregiría con el telescopio Planck, de la Agencia Espacial Europea, ya que este proporcionaría datos de una mayor precisión. Pero los resultados del Planck confirmaron esta anomalía.

  
  

  Para explicar estos resultados, Andrew Liddle y Marina Cortes, ambos de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, han propuesto un modelo de inflación cósmica –un periodo hipotético de rápida expansión inmediatamente después del Big Bang en la que el universo creció en muchas órdenes de magnitud en una pequeña fracción de segundo.

  
  

  La teoría más sencilla de la inflación sostiene que el universo es plano y que su expansión se produce por un único campo cuántico denominado inflatón. En este modelo el inflatón tiene dos funciones: dispara la hiperexpansión y genera las fluctuaciones de densidad diminutas que al ampliarse se convertirán en las semillas de las galaxias.

  
  

  Pero esta versión de la inflación no puede explicar este desequilibrio del universo salvo como una casualidad estadística. “Si las anomalías CMB no son casualidades, podrían ofrecer una ventana sin precedentes en la estructura detallada de los inicios del universo”, dice Liddle.

  En su artículo, publicado en la revista Physical Review Letters, Liddle y Cortes juegan con la inflación. Al igual que muchos físicos antes que ellos, que necesitaban un segundo campo cuántico –el curvatón- para ajustar las fluctuaciones de densidad primordiales en el universo primitivo, lo que restringe al inflatón únicamente hacia la hiperexpansión.

  
  

  Los investigadores muestran que el campo curvatón generaría las fluctuaciones de densidad desiguales que se han observado únicamente si el espacio tenía una curvatura ligeramente negativa a grandes escalas. Esto significa que si pudiéramos sacar un enorme triangulo al espacio, sus ángulos internos sumarian menos de 180⁰ (En un universo plano los ángulos sumarian 180⁰, y en una curvatura positiva sumarian más de 180⁰).

  
  

  El trabajo de los autores es el primero en explicar el desequilibrio producido en el principio, dice Adrienne Erickcek, teórico de la Universidad de Carolina del Norte, en Chapel Hill, el cual no participo en el estudio.

  
  

  En el escenario de Liddle y Cortes, la asimetría de la CMB se deriva de la falta de uniformidad a gran escala del Universo codificado en el campo curvatón. En 2008, Erickek y sus colegas propusieron un mecanismo similar. Sin embargo, este modelo no necesitaba un universo ligeramente curvado negativamente.

  
  

  A pesar de numerosas observaciones que indican que el cosmos es realmente plano, las observaciones en los datos del CMB predichas por este último modelo –que los autores reconocen como todavía especulativo- podrían ser lo suficientemente pequeñas como para caber dentro de los límites impuestos por las observaciones realizadas por el satélite Planck, dice Liddle. Futuras mediciones de una mayor precisión podrían determinar quién tiene razón.

  
  

  
  

  
  

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