octubre 22, 2021

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Últimos resultados de las mediciones de fondo cósmico de microondas

El telescopio BICEP3 ubicado en la estación del Polo Sur Amundsen-Scott en la Antártida. (El cinturón de metal alrededor del telescopio protege la luz reflejada del hielo circundante). Los nuevos hallazgos que analizan los datos BICEP3 junto con los datos anteriores y los conjuntos de datos de las misiones espaciales mejoran las limitaciones anteriores sobre los tipos de modelos de inflación que pueden describir los primeros momentos del universo. Crédito: Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica

El universo surgió hace unos 13.800 millones de años en un resplandor de luz: el Big Bang. Después de aproximadamente 380.000 años, después de que la materia (principalmente hidrógeno) se enfrió lo suficiente como para formar átomos neutros, la luz pudo cruzar libremente el espacio. Esta luz, la radiación cósmica de fondo de microondas (CMB), nos llega desde todas las direcciones del cielo de manera uniforme … o eso parecía a primera vista. En las últimas décadas, los astrónomos han descubierto que la radiación tiene ondas débiles y choques al nivel de brillo de solo una parte en cien mil: las semillas de estructuras futuras, como las galaxias.


Los astrónomos han estimado que estas ondas también contienen rastros de una explosión inicial de expansión, la llamada inflación, que infló el nuevo universo en 33 grados de tamaño en solo 10 elevado a menos 33 segundos. La evidencia de la inflación debe estar débilmente presente en la forma en que se ondulan las ondas cósmicas, un efecto causado por las ondas gravitacionales en la infancia cósmica que se esperaría que fuera cien veces o más débil que las ondas mismas.

El efecto de arrugas produce patrones en la luz conocidos como “polarización de patrón B”, que se espera que sean muy tenues. Hay otros procesos extraños en funcionamiento en el universo que hacen que esta tediosa medición sea aún más difícil. La razón principal es el tenue resplandor de la luz de las partículas de polvo en nuestra galaxia que están alineadas por campos magnéticos. Esta luz también está polarizada y puede ser desviada por campos magnéticos para producir patrones de polarización en modo B. Las ondas de radio de nuestra galaxia pueden producir efectos similares. Hace unos seis años, los astrónomos de CfA que trabajaban en la Antártida reportaron la primera evidencia de tal arrugamiento, “polarización en modo B”, a niveles consistentes con modelos de inflación simples, pero las mediciones subsecuentes en diferentes frecuencias (o colores) de luz de microondas revelaron. Señal que puede explicarse por el polvo galáctico.

En los años transcurridos desde esas primeras mediciones de polarización en modo B, los astrónomos han continuado con sus cuidadosas observaciones, agregando datos poderosos de nuevos telescopios en muchas frecuencias diferentes que operan en el Polo Sur. Astrónomos CfA D. Barkats, H. Boenish, J. Connors, J. Cornelison, M. Dierickx, M. Eiben, D.C. Goldfinger, P. Grimes, S. Harrison, K. S. Karkare, J. M. Kovac, B. Racine, S. Richter , BL; Schmidt, T. St. Germaine, C. Verges, CL Wong, L. Correlacione los resultados con los de las misiones espaciales CMB Planck y WMAP. (Aunque la recopilación de datos para estas dos misiones finalizó en 2013 y 2010, respectivamente, el procesamiento de datos continuó y los científicos utilizaron la versión 2018). Los nuevos resultados mejoran las mejores restricciones anteriores sobre las arrugas en aproximadamente dos veces, y ahora brindan una guía poderosa sobre los tipos de modelos de inflación que pueden describir los primeros momentos del universo.

Ahora se ha dejado de lado una amplia categoría de modelos simples. El equipo informa que la clase más favorecida de los modelos restantes predicen ondas gravitacionales primordiales a niveles que deberían detectarse (o descartarse) durante la próxima década utilizando telescopios desarrollados en el Polo Sur. El equipo ya está mejorando el sistema BICEP y espera obtener otro factor de aproximadamente tres mejoras dentro de cinco años, lo suficiente para poner límites estrictos a los modelos inflacionarios.

La búsqueda fue publicada en mensajes de revisión física.


Polvo cosmológicamente complejo


más información:
PAR Ade et al., Restricciones mejoradas en ondas gravitacionales primordiales utilizando observaciones de Planck, WMAP y BICEP / Keck durante la temporada de observación de 2018, mensajes de revisión física (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.127.151301

La frase: Últimos resultados de las mediciones de fondo cósmico de microondas (2021, 8 de octubre) Obtenido el 8 de octubre de 2021 de https://phys.org/news/2021-10-latest-results-cosmic-microwave-background.html

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