Fondo cósmico de microondas

Programa 37 25/04/07 Si encendéis un televisor y sintonizais un canal en blanco, una pequeña porción de esa señal en forma de nieve proviene de más allá de las estrellas, de un instante en que el universo apenas tenía 300.000 años de edad: el fondo cósmico de microondas. Descubierta por Arno Penzias y Robert Wilson en 1965 se trata de

Astrotema

Fondo cósmico de microondas

Programa 37 25/04/07
Radiacion cosmica de fondo Si encendéis un televisor y sintonizais un canal en blanco, una pequeña porción de esa señal en forma de nieve proviene de más allá de las estrellas, de un instante en que el universo apenas tenía 300.000 años de edad: el fondo cósmico de microondas.
Descubierta por Arno Penzias y Robert Wilson en 1965 se trata de una radiación de microondas que inunda de manera isótropa (igual en todas direcciones) y homogénea todo el Universo.

Este descubrimiento fue un espaldarazo para la teoría del Big-Bang formulada originalmente por George Gamow, pues ninguna de las teorías alternativas era capaz de explicar esta radiación.

Según esta teoría, dicha radiación se origina cuando el Universo tiene apenas 380000 años de edad (actualmente se data en unos 13700 millones de años). En dicho instante se produce un hecho clave en la historia del Universo: el desacoplo materia-radiación. Hasta ese momento el Universo era una sopa de iones, electrones y fotones, es decir radiación. Por supuesto no existían ni galaxias, ni estrellas, ni planetas pero la densidad era tan extrema que la probabilidad de que un fotón interaccionara en su camino con una partícula de materia era extremadamente grande.
Desacoplamiento materia-radiacion
A medida que el Universo se expandía, se fue enfriando hasta el punto que los iones comenzaron a atrapar electrones. Esto es lo que se llama recombinación. La densidad de partículas decreció bruscamente y los fotones quedaron “libres” para recorrer distancias del tamaño del Universo sin interaccionar. Estos fotones nos han acompañado desde entonces y conforman la radiación cósmica de fondo. La expansión del Universo ha hecho que esta radiación vaya enfriándose hasta alcanzar los actuales 2.7K y el rango de microondas. Un auténtico fósil del origen del Universo.
Recombinacion

En 1989, la NASA lanzó el satélite COBE con el objetivo de obtener un mapa completo de la radiación cósmica de fondo con una resolución de 7º. COBE demostró dos valiosas predicciones de la teoría. Por un lado que el espectro de esta radiación corresponde al de un cuerpo negro perfecto a 2.73K, y por otro que la radiación no es tan isótropa como parece sino que presenta pequeñas variaciones de un punto a otro de apenas 30microKelvin. La teoría actual defiende que estas pequeñas fluctuaciones son el reflejo que en esta radiación dejo la formación de las primeras estructuras materiales en el Universo y que conforman la estructura material actual del Universo. J.C. Mather y G.F.Smoot, los padres conceptuales de COBE recibieron el premio Nobel de Física de 2006.

Posteriormente se han ido lanzando nuevas misiones que nos ha ido dando un mapa cada vez más detallado y preciso de esta radiación. Esta información nos ha permitido hacer una “paleontología” cada vez más detallada del Universo y obtener información acerca de su geometría y de su composición.

Mapa de la radiacion cosmica de micoroondasPor ejemplo, las misiones BOOMERANG y VSA han permitido determinar que la geometría del Universo es plana, es decir que a grandes escalas podríamos seguir usando nuestros patrones de medida y nuestras reglas de geometría Euclideas.

El satélite WMAP lanzado el 30 de Junio de 2001 repitió la labor de COBE pero con una resolución que permitía distinguir una variación de la millonésima de Kelvin en 2 décimas de grado en el cielo. Según la teoría los resultados de WMAP, además de confirmar los resultados de COBE y BOOMERANG, confirma que la composición del Universo está compuesto por átomos (4.4%), materia oscura (22%) y energía oscura (73%).

Boomerang

La ESA prepara el lanzamiento de la misión PLANCK, con participación española y que seguirá escrutando este auténtico fósil cosmológico.

PLANCK