martes, 10 de enero de 2017

El fondo cósmico de microondas y el espejo de feria




Posted: 19 Oct 2016 08:00 AM PDT
Look At Us – We’re Beautiful 2 – Judithcarlin / Wikimedia Commons



Fíjate en el retrato superior, ¿a cuantas personas crees que corresponde en la realidad? ¿Dos, tres, quizás cuatro? Si sabemos que el cuadro corresponde a una imagen distorsionada por un espejo de feria, podemos crear un algoritmo que, deshaciendo las deformaciones que provoca el espejo, algunas deducibles de la propia imagen, nos lleve a comprender que estamos en realidad ante una pareja.
Podemos pensar que el fondo cósmico de microondas (FCM) es un cuadro del universo observable. El estudio de los patrones que aparecen en este cuadro nos desvela la historia del universo. Pero las imágenes que vemos están distorsionadas por los efectos gravitatorios que los objetos masivos, como las galaxias, por ejemplo, tienen en el espacio-tiempo, lo que se conoce como efecto de lente gravitacional. Un objeto masivo deforma el espacio tiempo convirtiéndolo en una lente que afecta a la trayectoria de los rayos de luz; de hecho, una lente gravitacional potente permite ver los objetos que están detrás de ella según nuestra línea de visión.

Fondo cósmico de microondas según los datos del satélite Planck publicados en 2015

Ahora un nuevo trabajo muestra que, como con el espejo de feria, se pueden eliminar estas distorsiones en el FCM usando la radiación de fondo en frecuencias de infrarrojo. Esta primera demostración de lo que ha dado en llamarse “delensing” (algo así como “deslentización”) podría ser muy útil para búsquedas futuras de señales de ondas gravitacionales en el FCM.
Durante los últimas décadas los cosmólogos han usado los mapas del FCM para determinar la geometría y la distribución de densidad del universo. Estudios posteriores, centrados concretamente en los patrones de polarización en el FCM, podrían suministrar información de las ondas gravitacionales que se cree que se originaron en la rápida expansión del universo tras el Big Bang. Sin embargo, el efecto de las lentes gravitacionales oscurece las señales de polarización.


Anisotropías en el fondo cósmico de infrarrojo.
Los propuestas que existían hasta ahora para esta deslentización recurrían a características del propio FCM para identificar los lugares donde existía un efecto de lente gravitacional. El equipo encabezado por Patricia Larsen, del Instituto de Astronomía y del Instituto Kavli de Cosmología (Reino Unido), ha desarrollado y comprobado un método de deslentización que se basa en algo externo al FCM, el llamado fondo cósmico infrarrojo (FCI), que es una luz difusa que proviene fundamentalmente de galaxias ricas en polvo donde se están formando estrellas. Los puntos brillantes en el FCI se corresponden a regiones de alta concentración de galaxias que deberían producir un efecto de lente gravitacional muy importante.
Los investigadores han usado un mapa del FCI suministrado por el satélite Planck para crear una plantilla de deslentización que después han aplicado al mejor mapa completo del FCM que existe (también de Planck). El mapa del FCM librado de los efectos de lente gravitacional muestra picos más definidos en el espectro de fluctuaciones de temperaturas, y esta mayor definición se corresponde con los modelos teóricos de lentes gravitacionales.

Referencia:

P. Larsen et al (2016) Demonstration of Cosmic Microwave Background Delensing Using the Cosmic Infrared Background Phys Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.151102
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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