Una investigación llevada a cabo por las universidades de Princeton y Pensilvania, en colaboración con el Atacama Cosmology Telescope (ACT), ha logrado captar las imágenes más nítidas hasta la fecha de la infancia del Universo, un período cósmico hasta ahora accesible para los seres humanos. Estas imágenes revelan cómo era el cosmos cuando tenía aproximadamente 380,000 años, proporcionando una especie de “fotografía de bebé” de un universo que actualmente se encuentra en su etapa de mediana edad.
Las imágenes son resultado de la observación de la radiación de fondo cósmico, conocida como “fondo cósmico de microondas” (CMB). Los investigadores del estudio afirman que están visualizando el estado del universo mucho antes de la formación de las primeras estrellas y galaxias. El mapa creado también proporciona información sobre la polarización de la radiación, lo que ofrece datos únicos sobre el movimiento del plasma de hidrógeno y helio que en ese momento llenaba el universo.
En Chile, el Dr. Ronaldo Dunner, Investigador Asociado del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) y docente de la Pontificia Universidad Católica, ha estado involucrado en el equipo de investigación desde sus orígenes y ha destacado la relevancia de nuestro país en este descubrimiento. “El estudio del CMB ha transformado nuestra comprensión del Universo, permitiendo responder preguntas fundamentales sobre nuestra existencia, como ‘¿Cuándo comenzó todo? ¿Cómo se formó el Universo? ¿Cuál es el origen de galaxias, estrellas, planetas y de nosotros mismos?’ Que parte significativa de estas observaciones se hayan realizado en nuestro país nos sitúa en el centro de uno de los mayores avances de la sociedad moderna, con chilenos como protagonistas de estos logros”, enfatizó.
Estos mapas proporcionan información sobre la distribución y dinámica inicial de la materia en el universo en expansión, estableciendo las condiciones iniciales para la formación de estructuras que serían moldeadas por la gravedad, como estrellas y galaxias, así como su distribución por el cosmos.
Entre los hallazgos más significativos, los investigadores indican que los nuevos resultados confirman la edad del Universo, estimada en 13,800 millones de años con un margen de error de solo el 0.1%. Además, el ACT ha permitido observar el universo cuando apenas contaba con 380,000 años. Otro descubrimiento importante es la validación de un modelo sencillo del Universo, que ha descartado la mayoría de las alternativas en competencia, lo cual influirá en futuros estudios y nuevas áreas de investigación.
“El modelo cosmológico estándar se caracteriza por su capacidad de explicar una amplia gama de datos observacionales con un número sorprendentemente reducido de parámetros”, explica Dunner. “Con solo seis parámetros principales y algunos secundarios, logra describir de manera coherente el fondo cósmico de microondas (CMB), la distribución y abundancia de galaxias y la tasa de expansión del Universo. Esta capacidad predictiva lo convierte en una teoría sumamente robusta, dejando pocas opciones que puedan reproducir los datos con la misma precisión”, agrega Rolando Dunner.
No obstante, el investigador indica que aún hay variaciones del modelo que no se han descartado completamente y que podrían ofrecer claves esenciales para completar la teoría. “Aún existe un vacío en la física fundamental que impide la unificación de la relatividad general con la mecánica cuántica. Se espera que estas pequeñas desviaciones del modelo estándar puedan proporcionar indicios sobre el camino hacia una teoría unificada”, concluye.
El futuro del ACT
Hasta ahora, los últimos resultados del ACT representan la medición más precisa del fondo cósmico de microondas (CMB), especialmente en lo que respecta a la polarización. Sin embargo, Dunner señala que “aún hay mucho por explorar en este ámbito. Gracias a los avances tecnológicos, es posible mejorar significativamente estas mediciones y alcanzar niveles de precisión aun mayores, lo que permitiría poner a prueba teorías que podrían estar ocultas en los datos. Estas mediciones más detalladas contribuirán a una mejor comprensión de la evolución del Universo y la física fundamental que lo rige”.
Entre estas teorías se encuentra la inflación cósmica, que postula que el Universo experimentó una fase de expansión acelerada en sus primeros momentos, estableciendo las condiciones iniciales observadas en el CMB. Otra teoría interesante es la birrefringencia cósmica, que sugiere que el propio espacio podría influir en la polarización de la luz que lo atraviesa. “Nuestro objetivo es diseñar y construir un calibrador artificial que nos permita alcanzar la precisión necesaria para medir este efecto con mayor exactitud. La detección de la birrefringencia cósmica podría abrir la puerta a nuevas teorías que vayan más allá del modelo cosmológico estándar”, destacó Dunner.
El académico de la UC también resalta el trabajo realizado por el Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), que se ha posicionado como un actor clave en el proyecto ACT desde 2010, incluyendo labores experimentales en terreno, calibración y caracterización del telescopio, así como la reducción y análisis de datos, así como la producción y estudio de mapas del CMB. Su contribución ha sido fundamental en la interpretación de estos datos, resultando en decenas de publicaciones dentro de la colaboración con el telescopio.
En la actualidad, el CATA ha ampliado su participación en experimentos dedicados a la medición del CMB desde Chile, colaborando con el Simons Observatory, sucesor del ACT. Este nuevo experimento, que inició sus observaciones el año pasado, busca convertirse en un referente en este campo, consolidando a Chile como un centro clave para la cosmología observacional.
Con Información de desenfoque.cl