jueves, 8 de diciembre de 2016

El universo no rota





Posted: 28 Sep 2016 08:00 AM PDT
El fondo cósmico de microondas

Imagina un lavabo lleno de agua hasta el borde. El agua está tranquila, no existe corrientes de aire y no se mueve nada en la superficie. Está tan tranquila que de hecho hay que fijarse bien para ver que el lavabo está lleno de agua. Bien, imagina ahora que abrimos el desagüe sin alterar nada más. La rotación que se genera nos permite ver claramente el agua porque se generan perturbaciones en forma de vórtice que apuntan hacia donde está escapando el agua. Antes de abrir el desagüe la masa de agua era perfectamente isótropa (igual en cualquier dirección); después de abrirlo lo que se forman son desviaciones en la densidad local del agua que vemos como líneas del vórtice.
El mismo principio nos permite saber si el universo está rotando y hasta qué punto es isótropo. ¿Cómo? Estudiando el rastro del Big Bang, la radiación cósmica de microondas.
En promedio el universo es igual mires en la dirección que mires siempre y cuando consideres una escala suficientemente grande. Pero si el universo estuviese rotando la velocidad a la que se expande variaría con la dirección. . Un grupo de investigadores encabezado por Daniela Sadeeh, del University College London (Reino Unido), ha buscado estas anisotropías en los mapas del fondo cósmico de microondas. Tras considerar todas las anisotropías posibles han fijado los límites más estrictos hasta la fecha a la dependencia intrínseca de la inflación cósmica con la dirección; en otras palabras, han determinado que nuestro universo es isótropo con una probabilidad muy alta.
La mejor huella de la isotropía del universo es el fondo cósmico de microondas. En él se puede observar que es prácticamente uniforme en cualquier dirección. Existen pequeñas fluctuaciones (por pequeñas queremos decir de 1 parte en 100.000) que pueden explicarse como perturbaciones en la densidad del universo. Sin embargo, algunas de las fluctuaciones podrían ser el resultado de una expansión anisotrópica, lo que se traduce en un desplazamiento de la longitud de onda de las microondas dependiendo de su dirección de llegada al observatorio. Un universo anisótropo sería incompatible con algunos modelos cosmológicos, especialmente con el más popular actualmente, ese que incluye la inflación.


Comparación de la calidad de las mediciones del fondo cósmico de microondas con tres satélites distintos.

Estudios anteriores se han ceñido generalmente a modelos de anisotropía que se representaban como una rotación (una anisotropía tipo vector, en la jerga). Los investigadores en esta ocasión, y esto es lo interesante, han hecho un estudio más general incluyendo cualquier tipo de anisotropía imaginable fuesen tipo escalar, vector o tensor, construyendo un modelo genérico. En este modelo se pueden variar los parámetros y comparar sus resultados con las mediciones efectuadas por el satélite Planck, cuyas mediciones de polarización son muy sensibles a los modelos anisotrópicos.


Los resultados obtenidos muestran que los modelos anisotrópicos son inconsistentes con las mediciones. En concreto las probabilidades de que sea anisótropo son de sólo 1 entre 121.000 o, lo que es lo mismo, es isótropo con un 99,917 % de certeza.

Referencia:
Saadeh, D. et al (2016) How Isotropic is the Universe? Phys Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.131302
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next
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