La inflació còsmica: l’univers abans del segon de vida
La teoria del Big Bang és molt més sòlida des d’ahir. En parlava Vilaweb: un grup de cosmòlegs de Harvard han trobat senyals de la ràpida expansió de l’univers primitiu quan l’univers no tenia encara un segon de vida (vídeo explicatiu).
L’univers en el qual ens trobem s’està expandint. Les distàncies entre les galàxies són més grans cada dia que passa. A més a més, observar aquestes galàxies llunyanes és mirar al passat. Veiem la galàxia d’Andròmeda, per exemple, situada a uns 2 milions d’anys llum, com era fa 2 milions d’anys ja que la llum ha trigat tot aquest temps per a arribar a la Terra.
¿Fins a quina distància podrem mirar, fins i tot amb el millor dels telescopis? Doncs només fins a distàncies d’uns 13.8 mil milions d’anys llum, temps de vida del nostre univers, i distància que pot recòrrer un raig de llum en aquest temps. Aquest límit s’anomena horitzó cosmològic. Hi ha zones de l’univers més enllà de l’horitzó? Segurament però aquella part de l’univers no estarà connectada causalment amb el nostre tros d’univers ja que la informació que viatja a la velocitat de la llum no ha tingut temps d’arribar-hi.
Ara tenim, per tant, un problema. ¿Com pot ser que la radiació de fons de microones que ompli tot l’univers siga tan homogènia e isòtropa, mirant en dues direccions oposades de l’univers? ¿Com és que la radiació que prové de la regió A és tan similar a la radiació que prové de la regió B situada a 180º de la primera si no han tingut temps de homogeneïtzar-se?
Aquest problema va portar de cap els cosmòlegs fins que els anys 80, el físic nord-americà Alan Guth, però també Andrei Linde, Paul Steinhardt, i Andy Albrecht, proposà una teoria ben estranya de la forma d’expandir-se l’univers, la inflació còsmica.
Segons Guth, molt abans del primer segon de vida, l’univers era ben homogeni i connectat però cap als 10-33 segons travessà una fase d’expansió exponencial extremadament ràpida i accelerada, més ràpida que la velocitat de la llum, en que l’univers passà de ser molt més menut d’un protó a ser d’una mica més gran d’una boleta de jugar. D’aquest manera es desconnectaren causalment grans regions de l’univers. És l’anomenada inflació còsmica. Després l’univers s’expandí a una velocitat molt menor.
Era una manera elegant d’explicar la homogeneïtat i isotropia de l’univers També explicava altres problemes que presentava la teoria del Big Bang com la planitud de l’univers i la falta de monopols magnètics.
Però de la inflació no hi havia cap prova científica. Calia buscar alguna empremta en un dels pocs residus que provenen directament de l’origen del Big Bang, la radiació còsmica de fons.
L’empremta de la inflació podria trobar-se en la polarització d’aquesta radiació, és a dir, en el gir que sofreixen les ones electromagnètiques en interaccionar amb àtoms i electrons. La llum que forma aquesta radiació estaria afectada per les primeres ones gravitacionals causades per l’expansió sobtada, ràpida i accelerada de la inflació.
I és això el que un equip del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, amb el projecte BICEP2, un radiotelescopi situat al Pol Sud ha detectat: el subtil gir de la llum sobre ella mateixa causada per la inflació. Les seues dades també representen les primeres imatges de les ones gravitacionals, o ondulacions en l’espai-temps. Aquestes ones s’han descrit com els “primers tremolors del Big Bang.” Finalment, les dades confirmen una profunda connexió entre la mecànica quàntica i la relativitat general.
L’equip diu que ha eliminat totes les fonts d’error i contaminació possibles, ja que altres efectes com la pols galàctica pot donar un resultat similar. Els referrees de la revista científica on han enviat l’article tenen feina revisant l’article.
L’any passat es donaren a conéixer les dades de tres anys de la missió Planck. Ja en vaig parlar. Però no es parlà gens de la polarització. En teoria encara s’ho estan mirant. Alguna cosa no ha anat tal com pensaven perque encara no em sabem res. Una cosa és segura: se’ls ha escapat el premi Nobel.
Imatge: Sobre el fons de microones es veu el gir de la llum, revelant la inflació. De la web del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.