Remirant la infantesa de l’Univers

La seu central de l’Agència Espacial Europea a Paris estava de gom a gom el passat dia 20 de març. Fins i tot es retransmetia en streaming a tot el món. La raó és que es donaven a conèixer les últimes dades obtingudes per la missió Planck sobre la radiació còsmica de fons i sobre les seues implicacions en el coneixement de la infantesa de l’Univers.L’interés dels europeus per cartografiar la primera llum que isqué lliure en l’Univers va començar els anys 90 amb la missió Cobras-Samba. Tanmateix els nord-americans es van avançar amb el satèl·lit Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), el 2003, que va augmentar la resolució del mapa de la radiació còsmica més antiga de l’Univers.

El projecte europeu es reconduí amb la missió Planck llançada el 2009, amb participació valenciana, amb l’objectiu d’augmentar la resolució de les mesures i confirmar o rebutjar algunes anomalies que s’havien detectat en la visió acceptada de l’Univers primitiu.

En els primers instants de l’Univers, després del Big Bang, a causa de l’alta temperatura, pressió i densitat, només hi havia una barreja de partícules, protons, electrons, fotons, etc…. No va ser fins que l’Univers es va expandir el suficient i la temperatura baixara fins uns 3000 K, quan els protons pogueren ajuntar-se amb els electrons per formar els primers àtoms d’hidrogen. Uns 380.000 anys després del principi, amb els primers àtoms creats, va ser llavors possible que els fotons de llum pogueren escapar-se sense lligaments i pogueren viatjar lliurement i omplir tot l’espai.

George F. Smoot i John C. Mather van guanyar el premi Nobel de Física l’any 2006 per detectar amb la sonda COBE, llençada el 1992, que aquesta radiació no és isòtropa i que pot ser una mica més o menys energètica depenent de la direcció d’on ve. Aquestes anisotropies de la radiació de fons serian les llavors per a la formació de les futures galàxies i cúmuls de galàxies. Podeu mirar l’apunt que vaig fer el 4 d’octubre del 2006 quan els van concedir el Nobel. Allí trobareu molt més detallada l’explicació de la implicació de les anisotropies sobre l’estructura del Univers. George F. Smoot mateix ens visità a finals del 2008 per inaugurar les activitats de l’Any Internacional de l’Astronomia en la Universitat de València.

A partir de la roda de premsa a Paris i sobretot de les desenes d’articles enviats simultàniament a la revista Astronomy and Astrophysics, els cosmòlegs estan entre decebuts i contents. Si per una banda els resultats donen a entendre que la teoria estàndard sobre l’origen i formació de l’Univers vigent fins ara no s’haurà de canviar i fins i tot s’ha reforçat, tampoc s’ha descobert cap fet espectacular que anime la recerca i la competència ferotge.

Com s’observa en la figura que publica el diari Le Figaro, comparant les tres missions que han estudiat la radiació còsmica de fons, la resolució angular ha augmentat força amb la missió Planck. Ara les anisotropies es poden veure amb molt més detall. Aquest mapa de variacions de temperatura és molt important ja té moltes implicacions en l’obtenció dels paràmetres fonamentals de l’Univers: velocitat d’expansió, edat, composició, etc…

La manera com s’obté aquesta informació es basa en la construcció de models matemàtics capaços reproduir la distribució de taques calentes i fredes del fons de microones. El truc és tractar de reproduir el mapa real amb una successió de mapes més senzills. Aquestes construccions matemàtiques són molt sensibles als paràmetres buscats i d’aquesta manera es poden trobar els valors que millor ajusten a les observacions obtingudes per Planck.

La conclusió d’aquest estudi és que el mapa de les anisotropies de temperatura de la radiació còsmica de fons que ens presenten els responsables de l’Agència Espacial Europea s’adiu millor amb una lleugera modificació d’alguns paràmetres fonamentals.

El ritme d’expansió de l’univers és ara de 67,3 (+/- 1,2) km/sec/Mpc, una mica menor que el que s’acceptava fins ara. Donada la relació de la velocitat d’expansió amb l’edat, l’Univers és ara un 100 milions d’anys més vell del que es pensava, arribant a 3.810 milions d’anys d’edat.

L’inventori còsmic del tipus de matèria present a l’Univers també ha canviat arran de les descobertes de la missió Planck. Amb les noves dades a la ma, es creu que l’Univers està composat per un 4,9% de matèria ordinària (estrelles, galàxies, sers vius…) un 26,8% de matèria fosca i “només” un 68,3% d’energia fosca. Sembla que estem de sort. La proporció de la matèria de la qual estem fets ha augmentat lleugerament.

Finalment s’ha confirmat que unes anomalies aparegudes en el mapa obtingut per WMAP i que es pensava que eren causades pels instruments han eixit també en els resultats de Planck dotat d’instruments més moderns i totalment diferents. Sembla que apareix una gran zona més calenta en la part inferior esquerra, massa gran per ser casual. De moment no té cap explicació i, ara mateix, els cosmòlegs es calfen el cap per traure-li el trellat dins de la teoria estàndar. Ara també podria ser un efecte causat pel mètode d’obtenció del mapa a partir de les dades dels detectors de la missió. Aquest procés de reducció de les dades, és, de fet, molt delicat..

Uns resultats brillants que confirmen la teoria vigent fins ara. De tota manera en continuarem parlant ja que les dades de la polarimetria de la radiació encara no s’ha publicat.

Foto 1: Mapa del fons de radiació còsmica de l’Univers. Planck, ESA, 2013.

Foto 2: Comparativa de les missions COBE, WMAP i Planck. Va augmentant la resolució. L’enfance de l’Univers vue par le satellite européen Planck, Le Figaro, 21 de març 2013.

Foto 3: La receta còsmica abans i després de Planck. Conexión casual.

Un pensament a “Remirant la infantesa de l’Univers

  1. Cartografiar la llum que viatge lliure i ompl tot l’espai… Si això no és poesia? . És per això entre d’altres moltes coses que vinc a cercar coneixement i llum al teu bloc.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *