Proponen un modo de sondear el mismísimo nacimiento del universo

¿Cómo comenzó el universo? ¿Y qué hubo antes del Big Bang? Los cosmólogos se han hecho estas preguntas desde que se descubrió que nuestro universo se expande. Las respuestas no son sencillas de determinar. El inicio del cosmos está oculto de la vista de nuestros más potentes telescopios. Sin embargo, las observaciones que realizamos hoy en día pueden proporcionar pistas sobre el origen del universo. Una nueva investigación sugiere una forma novedosa de sondear el comienzo del espacio y del tiempo para determinar cuál de las teorías propuestas es la correcta.

El escenario teórico más ampliamente aceptado para el comienzo del universo justo tras el Big Bang es la inflación, que predice que el cosmos se expandió a un ritmo exponencial en la primera y efímera fracción de segundo. No obstante, se han sugerido una serie de escenarios alternativos, algunos prediciendo un Big Crunch (Gran Implosión) precediendo al Big Bang (Gran Estallido). Lo difícil es encontrar mediciones capaces de aportar pistas con las que discernir cuál de estos escenarios concuerda mejor con las características que observamos en el universo.

Una fuente de información prometedora sobre el comienzo del universo la tenemos en el fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), el resplandor remanente o "eco" del Big Bang que impregna todo el espacio. Este resplandor, hoy ya muy debilitado, parece liso y uniforme al principio, pero si se le examina más de cerca varía en cantidades pequeñas. Esas variaciones proceden de las fluctuaciones cuánticas presentes en el nacimiento del universo, que se han estirado mientras el universo se expandía.

El enfoque convencional para distinguir entre escenarios diferentes se basa en buscar posibles rastros de ondas gravitatorias, generadas durante la etapa más arcaica de la existencia del universo, en el fondo cósmico de microondas.

El equipo de Yi Wang, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong en China, así como Xingang Chen, del Centro para la Astrofísica (CfA) en Cambridge, Massachusetts, gestionado conjuntamente por la Universidad de Harvard y el Instituto Smithsoniano, todas estas últimas entidades en Estados Unidos, propone un nuevo método que podría permitir desvelar directamente la historia evolutiva del universo primigenio a partir de algunas señales astrofísicas. Esta historia es única para cada escenario, de modo que si se averigua lo suficiente de ella, se podrá averiguar también cuál es el escenario que realmente tuvo lugar en el pasado más remoto del cosmos.

La nueva investigación sugiere que las partículas pesadas oscilantes se comportan como un péndulo desde la creación del universo, por lo que representan algo parecido a un reloj, que podría ser usado para determinar qué produjo las condiciones iniciales que dieron lugar al Big Bang y a los acontecimientos inmediatamente posteriores. (Imagen: Yi Wang y Xingang Chen)

Si bien los estudios experimentales y teóricos previos proporcionan pistas sobre las variaciones espaciales en el universo primigenio, carecen del elemento esencial que es el tiempo. Sin el tictac de un reloj para medir el paso del tiempo, la historia evolutiva del universo primigenio no se puede determinar de modo inequívoco.

Esta nueva investigación sugiere que dicho “reloj” existe, y que puede ser usado para medir el paso del tiempo justo a partir del instante de nacimiento del universo. Estos relojes toman la forma de partículas pesadas, que, según las teorías "del todo”, que unifican la mecánica cuántica y la relatividad general, deben existir aunque todavía no las hayamos identificado.

Según las citadas teorías, esas partículas subatómicas pesadas se comportan como un péndulo, oscilando de un lado a otro de una forma universal y estándar. Pueden hacer eso de forma cuántico-mecánica, sin ser empujadas inicialmente a ese estado por la acción de un fenómeno ajeno. Esas oscilaciones o agitaciones cuánticas actuarían como los tictacs del reloj, y añadirían etiquetas temporales a las señales captadas.

Los tictacs de estas partículas-reloj crearían las correspondientes agitaciones en las mediciones del fondo cósmico de microondas, cuyo patrón es único para cada escenario.

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