Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado el telescopio de Atacama para captar imágenes increíblemente nítidas de la radiación relicta que surgió 380.000 años después del Big Bang.
La luz, captada por el telescopio de Atacama desde un observatorio situado en los Andes chilenos, ha recorrido una distancia de más de 13.000 millones de años. Los científicos por fin han podido ver, Cómo era el Universo primitivo sólo 380 mil años después del Big Bang.
«Vemos los primeros pasos antes de que se formaran las estrellas y galaxias más antiguas. Y no solo vemos luz y oscuridad, sino la polarización de la luz en alta resolución. Este es el factor definitorio que diferencia a ACT de Planck y otros telescopios anteriores», — afirman la directora del Telescopio Cosmológico de Atacama, Susanne Staggs, y el catedrático de FísicaUniversidad de Princeton Henry de Wolfe Smith.
Como astrofísico deSigurd Naess, de la Universidad de Oslo, el telescopio de Atacama tiene una resolución 5 veces superior a la del telescopio Planck y una sensibilidad significativamente mayor, lo que permite la observación directa de señales polarizadas débiles.
Las imágenes muestran el movimiento de los núcleos de hidrógeno y helio (protones y partículas alfa) en el Universo primitivo. Los investigadores señalan que los resultados confirman el modelo simple del Universo y refutan todas las teorías alternativas.
El trabajo de investigación aún no ha sido revisado por pares. Los autores tienen previsto presentar sus resultados en la conferencia anual de la American Physical Society el 19 de marzo.
Durante los primeros cientos de miles de años tras el Big Bang, el Universo estaba lleno de plasma primario, tan caliente que la luz no podía propagarse libremente. A medida que el Universo se expandía, el espacio libre entre partículas aumentó, las partículas cargadas disminuyeron, los fotones dejaron de dispersarse con tanta frecuencia y ahora podían moverse libremente por el espacio, prácticamente sin interactuar con la materia. La radiación relicta está formada por aquellos fotones que fueron emitidos por el plasma hacia la futura ubicación de la Tierra en aquel momento.
Nuevas imágenes han proporcionado a los científicos una imagen muy clara de las sutiles variaciones densidad y velocidad de los gases que llenaban el Universo primitivo. Las zonas que parecen nubes de niebla en las imágenes son zonas más o menos densas del cúmulo de hidrógeno y helio.
«Si nos remontamos a una época en la que las cosas eran mucho más sencillas, podemos contar la historia de cómo nuestro Universo evolucionó hasta el lugar rico y complejo en el que nos encontramos hoy en día», — afirma Joe Dunkley, catedrático Joseph Henry de Física y Ciencias Astrofísicas de la Universidad de Princeton y responsable del análisis ACT.
Según Erminia Calabrese, catedrática de astrofísica de la Universidad de Cardiff y autora principal de uno de los nuevos trabajos científicos, las últimas mediciones han revelado que la longitud de la parte visible del Universo alcanza casi 50.000 millones de años luz en todas direcciones. La masa del Universo es de 1900 «zeta soles» o casi 2 billones de billones de soles. De ella, la masa de materia bariónica que somos capaces de ver y medir es sólo 100. Los otros 500 — están formados por la misteriosa materia oscura, y los 1300 — restantes son la energía dominante del vacío. La masa total de las partículas de neutrinos es como máximo de cuatro «soles zeta».
«Casi todo el helio del Universo se creó en los tres primeros minutos de tiempo cósmico. Nuestras nuevas mediciones de su abundancia concuerdan muy bien con los modelos teóricos y las observaciones en galaxias», — afirmó Thibaut Louis, astrofísico de la Universidad de París-Saclay y autor principal de uno de los artículos científicos.
Nuevas mediciones y cálculos realizados con el telescopio de Atacama han ayudado a los científicos a afinar las estimaciones de la edad del Universo y el ritmo de su expansión en la actualidad. Los datos confirman que nuestro Universo tiene 13.800 millones de años. El error en los cálculos es sólo del 0,1%.
En los últimos años, los científicos han estado discutiendo sobre el método más preciso para medir la constante de Hubble, que muestra la velocidad a la que se produce la expansión del espacio exterior. Los cálculos basados en observaciones de la radiación relicta indican que la velocidad de expansión es de 67-68 km/s por megaparsec. Sin embargo, los cálculos basados en los resultados de las observaciones de galaxias vecinas indican que la constante de Hubble es de 73-74 km/s/Mpc. Los investigadores utilizaron el telescopio de Atacama para medir la constante de Hubble con mayor precisión. Sus mediciones y cálculos coinciden con los basados en las observaciones de la radiación relicta.
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