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Sabes por qué la luz más antigua del universo es tan uniforme
En el vasto universo existe un tipo de radiación de microondas llamada radiación de fondo cósmico de microondas (CMB). Esta radiación está en todas partes y permea cada rincón del universo observable. Aunque el fondo a menudo aparece oscuro cuando observamos el espacio entre las estrellas y las galaxias con un telescopio óptico ordinario, se puede detectar una luz de fondo tenue y casi uniforme utilizando un radiotelescopio sensible. La existencia de esta luz es crucial para nuestra comprensión del origen del universo porque demuestra que la teoría del Big Bang es correcta.
La radiación de fondo cósmico de microondas nos proporciona una gran cantidad de información sobre el estado inicial del universo.
En el modelo del Big Bang, el universo en sus primeros días estaba lleno de un plasma denso y caliente. A medida que el universo se expandía, estos plasmas se enfriaron hasta el punto en que se pudo formar hidrógeno neutro. En ese momento, el universo ya no era opaco, sino transparente, lo que permitió que los fotones viajaran libremente por el vasto espacio. Este proceso se llama época de recombinación, y es la liberación masiva de fotones lo que nos permite detectar esta antigua luz hoy.
Aunque la radiación de fondo cósmico de microondas parece uniforme, no es completamente lisa. Los detectores de alta sensibilidad pueden detectar anisotropías débiles causadas por la interacción entre la materia y los fotones. La distribución de estas estructuras anisotrópicas a través del cielo también se puede representar mediante un espectro de potencia, que muestra una serie de picos y valles que capturan la física del Universo temprano.
El primer pico revela la curvatura general del Universo, mientras que el segundo y el tercer pico detallan las densidades de la materia normal y oscura.
Cuando los astrónomos examinan estas inhomogeneidades de temperatura utilizando experimentos terrestres y espaciales como COBE, WMAP y Planck, descubren que la estructura y la historia evolutiva del universo no son aleatorias, sino que están profundamente influenciadas por las condiciones tempranas del universo. De hecho, los datos obtenidos de estos experimentos nos permiten comprender mejor cómo es el universo actual.
Desde la década de 1920, muchos científicos han comenzado a especular y estudiar esta radiación cósmica de fondo. En 1964, la tecnología de radio cada vez más madura permitió a dos astrónomos estadounidenses, Arno Penzias y Robert Wilson, descubrir accidentalmente el CMB. Este descubrimiento no sólo confirmó con éxito las predicciones del modelo del Big Bang, sino que también les valió el Premio Nobel de Física en 1978.
La temperatura de color de esta radiación es de alrededor de 2,725 K, lo que es consistente con las características de la radiación del cuerpo negro ideal.
El descubrimiento del CMB fue un hito en la física. No sólo por su alta precisión de medición, sino también porque estos datos pueden ser verificados por varios modelos teóricos, proporcionando así una fuerte evidencia para nuestra comprensión de la evolución del universo. En las décadas siguientes, los resultados de detección de múltiples detectores continuaron corrigiendo nuestra comprensión de la radiación de fondo cósmico de microondas. Estos experimentos, tanto en tierra como en el espacio, demuestran métodos y enfoques de prueba cada vez más rigurosos.
En la evolución del universo, la existencia de estos primeros fotones nos trae muchas preguntas y pensamientos. Su uniformidad refleja las características especiales del estado inicial del universo. ¿Cómo se refleja este estado en la disposición actual de las galaxias y la distribución de la materia? ¿Significa esto que las investigaciones futuras marcarán el comienzo de otra nueva era en la comprensión del universo?
