El telescopio espacial Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha elaborado el mapa más detallado hasta la fecha del fondo cósmico de microondas, la radiación fosilizada del Big Bang. Este nuevo mapa presenta características que desafían los cimientos de los modelos cosmológicos actuales.
Esta primera imagen está basada en los datos recogidos durante los primeros 15 meses y medio de observaciones de Planck, y es su primer mapa a cielo completo de la luz más antigua del Universo, grabada en el firmamento cuando éste apenas tenía 380.000 años.
Por aquel entonces, el Universo primigenio estaba formado por una sopa caliente de protones, electrones y fotones que interactuaban a unos 2.700°C. La primera luz surgió cuando los protones y los electrones comenzaron a juntarse para formar átomos de hidrógeno. A medida que el Universo se continúa expandiendo, esta radiación se ha ido desplazando hacia las longitudes de onda de las microondas, el equivalente a una temperatura de 2,7 grados por encima del cero absoluto.
Este fondo cósmico de microondas (CMB, por sus siglas en inglés) muestra pequeñas fluctuaciones en la temperatura que se corresponden con regiones que presentaban una densidad ligeramente diferente en los primeros instantes de la historia del Universo: las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias, que vemos hoy en día.
Semillas de galaxias
Según el modelo cosmológico estándar, estas fluctuaciones se produjeron inmediatamente después del Big Bang, y crecieron hasta alcanzar una escala cósmica durante un breve periodo de expansión acelerada conocido como inflación.
Planck fue diseñado para trazar un mapa de estas fluctuaciones a lo largo de todo el firmamento, con la mayor resolución y sensibilidad disponibles hasta la fecha. El análisis de la naturaleza y de la distribución de estas semillas sobre el mapa del fondo cósmico nos ayudará a determinar la composición y la evolución del Universo desde su nacimiento hasta la actualidad.
Lo más importante es que este mapa elaborado por la misión Planck de la ESA permitirá confirmar el modelo cosmológico estándar con una precisión sin precedentes, fijando una nueva referencia en nuestro inventario del Universo. Sin embargo, la precisión de los datos de Planck es tan alta que también han desvelado una serie de características inexplicables para las que será necesario desarrollar nuevas teorías físicas.
Anomalías
Uno de los resultados obtenidos indica que las fluctuaciones de temperatura del fondo cósmico de microondas medidas por Planck muestran una asimetría entre los dos hemisferios eclípticos, algo que el modelo estándar no puede explicar. Además, se ha observado con más detalle una región conocida como la "Mancha Fría", una estructura mucho más fría de lo esperado que fue descubierta en 2004 por investigadores del IFCA y cuya naturaleza es anómala. Según Enrique Martínez, director del IFCA, "este resultado podría ser la punta del iceberg de nuevos fenómenos físicos cuya naturaleza está por desentrañar".
Estas anomalías del modelo estándar ya se habían observado anteriormente con datos del satélite de la NASA WMAP (predecesor de Planck). La mayor calidad de los datos de Planck ha permitido ver todo ello con más claridad. Aunque las implicaciones de este resultado todavía se están analizando, se cree que dichas asimetrías son verdaderamente cosmológicas y no debidas a emisiones de nuestra Galaxia que podrían haber contaminando los datos, o a otros efectos relacionados con artefactos en el proceso de medida. Marcos López-Caniego, investigador del IFCA, explica: "Hemos hecho muchas pruebas para intentar justificar dichas anomalías como resultado de otras fuentes de radiación, pero no lo hemos conseguido. Esto podría sugerir que el universo no es, por tanto, isótropo a gran escala como creíamos".
Acuerdos
Más allá de estas anomalías, los datos de Planck están de acuerdo en gran medida con el modelo cosmológico estándar que explica el Universo tal y como lo observamos, permitiendo a los científicos obtener un valor más preciso de los parámetros cosmológicos. Entre otros, los datos de Planck permiten estimar un nuevo valor para la constante de Hubble (67,15km/s/Mpc), significativamente inferior al valor actual, y un contenido ligeramente más alto de materia oscura y más bajo de energía oscura del Universo, 26,8% y 68,3%, respectivamente. Además, los resultados obtenidos con Planck permiten mejorar nuestro conocimiento sobre la formación y evolución de los cúmulos de galaxias, y elevan la edad del Universo en unos 100 millones de años (13.810 millones de años sería la estimación actual).
Los primeros resultados de Planck han dado lugar a una serie de publicaciones científicas que se pueden ver aquí.
