Uno de los grandes objetivos de la astronomía, en los próximos años, es intentar detectar las ondas gravitacionales cosmológicas. Es decir, las ondas gravitacionales que se produjeron durante la inflación, ese momento, en los inicios del universo, cuando el cosmos se expandió de manera exponencial…
Las ondas gravitacionales cosmológicas son todo un reto
A lo largo de todo el mundo, hay observatorios (en funcionamiento) que observan las regiones del firmamento que contienen menos contaminación por la radiación de la Vía Láctea. El objetivo es descubrir las ondas gravitacionales cosmológicas, que se produjeron durante la inflación. Es una fase, casi exponencial, de la expansión del universo que tuvo lugar a principios de su existencia. En un nuevo estudio, se proporciona un algoritmo de corrección que permite a los investigadores doblar la cantidad de datos fiables recogidos con los observatorios.
Es decir, dando más oportunidades para estudiar datos sobre la señal que produjo cuando se emitieron esas ondas gravitacionales cosmológicas. Algo que, naturalmente, ayudará a estudiar el período posterior al Big Bang. Según la comprensión actual del universo, justo tras el Big Bang, el cosmos era extremadamente pequeño, denso y caliente. A los 10^-35 (es decir, diez elevado a -35) segundos, se expandió en un factor de 10^30. Ese proceso es lo que se conoce como inflación y debió dejar su huella en forma de ondas gravitacionales.
Lo más interesante es que esas ondas se pueden detectar en la radiación de fondo de microondas. Es decir, en la luz más antigua del universo, emitida cuando el cosmos tenía unos 376 000 años. El observatorio POLARBEAR, añaden los investigadores, busca este tipo de señales utilizando el telescopio Huan Tran, ubicado en el desierto de Atacama, en el norte de Chile. El análisis de los datos recopilados por POLARBEAR es muy complejo. La fiabilidad de las mediciones es un factor muy importante para asegurar que todo es correcto…
La dificultad de medir las ondas gravitacionales cosmológicas
El principal problema estriba en que las ondas gravitacionales cosmológicas solo afectan a una pequeña parte de la señal de la radiación de fondo de microondas. Por lo que es muy difícil de medir. Especialmente, explican los investigadores, por la contaminación (de la señal) aportada por las emisiones del gas que contiene nuestra propia galaxia. Es necesario retirar ese ruido de la señal, con una precisión tremenda, para poder encontrar la señal de las ondas gravitacionales cosmológicas. Los investigadores han desarrollado un algoritmo con este fin.
Es capaz de asignar la precisión de las mediciones en una región denominada Large Patch. Cubre unos 670 grados cuadrados en el hemisferio sur. Es un gran hito, explican, en el camino que debería llevar a que se logre detectar las ondas gravitacionales cosmológicas. Este método les permitirá analizar el cielo con una precisión imposible hasta el momento. Así que esperan que ahora se pueda recoger el doble de datos precisos y, por tanto, disponer del doble de información útil. Es muy importante para el conjunto de la comunidad científica.
A fin de cuentas, hay nuevos telescopios a punto de entrar en funcionamiento. Desde el punto de vista experimental, añaden, hay grandes novedades en camino. El observatorio POLARBEAR tendrá un sistema de tres telescopios mejorados, conocido como Simons Array. El observatorio Simons, un nuevo sistema de telescopios de pequeña y gran apertura (financiados por la Fundación Simons) estará en funcionamiento próximamente. Se encontrará, también, en el desierto de Atacama, y la previsión es que esté en funcionamiento en 2023.
Habrá otros instrumentos que utilizar
Además, posteriormente, pero en esta misma década, se espera que se lance el satélite LiteBIRD. Se creará una gran red de observatorios terrestres, con instalaciones en el desierto de Atacama y el polo sur. Reciben la denominación de Fase IV (Stage IV) y serán un complemento a las observaciones de LiteBIRD. Todos estos esfuerzos permitirán, o al menos esa es la esperanza de los investigadores, llegar a la medición de las ondas gravitacionales cosmológicas. Su detección permitiría obtener pistas importantes sobre la materia y la energía oscura.
Sea como fuere, en los próximos años podemos esperar que haya mucha atención puesta en este tipo de detección. Las ondas gravitacionales cosmológicas, originadas en la inflación, son una de las pocas herramientas que se pueden plantear para estudiar las primeras etapas del Big Bang. Aunque se ha logrado entender cómo se desarrollaron las primeras etapas de la existencia del cosmos, poder estudiar las señales de aquella época supondría un paso enorme para tener una imagen más completa del universo desde su nacimiento.
La llegada de los telescopios de nueva generación, en los próximos años, va a resultar muy útil por el simple hecho de ser instrumentos cada vez más sensibles. ¿Cuánto tiempo habrá que esperar hasta que se logre detectar la señal de aquel período tan extremo? Seguramente pocas personas se aventurarían a dar una estimación. Puede que tengamos constancia de su existencia en esta misma década. Pero no es ninguna locura suponer que, quizá, hasta 2030 no sepamos nada. Lo único que se puede hacer es seguir observando el cosmos…
Referencias: Phys
