La NASA estudiará los primeros momentos del universo

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Big BangNuevas y sofisticadas tecnologías creadas por la NASA y científicos universitarios están permitiéndoles construir un instrumento diseñado para estudiar los primeros momentos de existencia del universo.

El ex-científico de la NASA Chuck Bennett, ahora un astrofísico en la Universidad Johns Hopkins (JHU) en Baltimore, Maryland logró una beca de 5 millones de dólares de la Fundación Nacional de Ciencia para construir un nuevo instrumento terrestre, el “rastreador cosmológico a escala de gran angular” (de siglas CLASS en inglés). Bennett está construyendo CLASS con sus colaboradores en el Centro de Vuelo Espacial Goddard situado en Greenbelt, Maryland.

Goddard proveerá la mayor parte de los sofisticados detectores del instrumento y otras tecnologías punteras que permitirán a los científicos probar la teoría inflacionaria del origen del universo.

Asombrosa idea

Considerada como una idea asombrosa hace sólo 30 años, la teoría de la inflación postula que el universo se expandió mucho más rápido que la velocidad de la luz y creció exponencialmente casi instantáneamente después del Big Bang, el momento en que el universo saltó a la existencia hace 13.700 millones de años.

En particular, el telescopio buscará un patrón de polarización único en el fondo cósmico de microondas – la luz remanente de la creación del universo que impregna el cielo en todas las direcciones. Debido al tamaño y a la expansión del universo, los científicos pueden estudiar esta luz sólo si sus instrumentos son sensibles a las frecuencias de las microondas.

Si el crecimiento cósmico de la inflación sucedió realmente, los científicos dicen que el evento pudo haber creado ondas gravitatorias, perturbaciones del espacio-tiempo que se propagan a lo largo del espacio-tiempo. La teoría también predice que estas ondas gravitatorias habrían producido un patrón de polarización determinado en el fondo cósmico de microondas. El telescopio, por tanto, buscará este patrón.

“Milagrosamente, está dentro de nuestras posibilidades el estudiar los primeros momentos del universo y aprender qué sucedió entonces,” dijo Bennett.

El equipo CLASS, que también incluye otras instituciones compañeras, completará el instrumento en 2014, equipándolo con detectores sensibles a las microondas. El equipo enviará entonces el instrumento al desierto de Atacama en el norte de Chile, donde observará grandes franjas del cielo en la región de microondas, en busca de la señal de polarización.

Pistas tentadoras

Aunque los científicos tienen todavía que encontrar el patrón de polarización, han descubierto pistas tentadoras de que la inflación, de hecho, sucedió. Resultados científicos del “explorador del fondo cósmico” (de siglas COBE en inglés) desarrollado por el centro Goddard encontró pequeñas diferencias de temperatura en el fondo de radiación cósmica. Estas diferencias oscilan en torno a una parte en cien mil de un grado, y apuntan a diferencias de densidad que dieron lugar a las estrellas y las galaxias que observamos hoy en día.

El sucesor de COBE, el instrumento liderado por Goddard, llamado “Estudio de Anisotropía de Microondas Wilkinson” (de siglas WMAP en inglés), examinó las pequeñas diferencias en temperatura con más detalle y descubrió nuevas evidencias de la inflación. Entre otras cosas, WMAP mostró que el universo es aproximadamente plano, algo atribuible a la inflación. Sin embargo, otras teorías explican también este hecho. Lo que la comunidad científica necesita es una prueba definitiva de las ondas gravitatorias primordiales, que sólo podrían haber sido producidas por la inflación.

Otra misión de Goddard complementa CLASS

CLASS no es el único esfuerzo dirigido a encontrar la misma evidencia. Otro equipo de Goddard está ahora construyendo un instrumento para ser lanzado en globo, llamado en inglés Primordial Inflation Polarization Exploration (PIPER) que el investigador principal Al Kogut espera que será lanzado en 2012. “CLASS y PIPER son compañeros perfectos”, dice el científico de Goddard Ed Wollack, que participa en el proyecto CLASS. “Comparten mucha tecnología mientras abarcan un amplio rango de frecuencias. Harán gran ciencia mientras muestran tecnología para misiones espaciales”.

Aunque ambos están buscando la misma señal de polarización, usarán para ello diferentes tecnologías para estudiar diferentes frecuencias de microondas. Ambas tecnologías fueron desarrolladas en Goddard.

“Cuantas más frecuencias estudies, más posibilidades tendrás de detectar la señal de la inflación”, dice David Chuss, un científico de Goddard trabajando en CLASS.

El fin último del equipo Goddard-JHU es afianzar sus destrezas con CLASS y PIPER y ganar una futura posible misión espacial que examinaría el fondo cósmico de microondas con mayor precisión. “Lo que estamos haciendo es lo que necesitamos para ser competitivos de cara a un observatorio espacial si la NASA decide lanzar uno”, dijo Chuss.


Autor: Lori Keesey
Fecha Original: 29 de abril de 2010
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