Dos cient¨ªficos espa?oles sugieren c¨®mo ver directamente el Big Bang

A unque los cient¨ªficos saben muchas cosas, por las leyes de la f¨ªsica y por pruebas indirectas, acerca de c¨®mo debieron ser los primeros momentos del cosmos, s¨®lo tienen informaci¨®n directa de lo que pas¨® a partir de 380.000 a?os despu¨¦s del Big Bang. No hay que olvidar que la radiaci¨®n emitida entonces llega ahora a los observatorios terrestres tras viajar a la velocidad de la luz durante unos 13.300 millones de a?os, y lo que los astr¨®nomos ven es el universo tal y como era entonces, cuando se emiti¨® dicha radiaci¨®n. Pero lo que ocurri¨® en los primeros 380.000 a?os del universo es opaco para los telescopios actuales.

Para algunos expertos, el Big Bang es precisamente el final de la fase de inflaci¨®n

Ahora, dos cosm¨®logos espa?oles, Juan Garc¨ªa-Bellido y Daniel Garc¨ªa Figueroa, del Departamento de F¨ªsica Te¨®rica de la Universidad Aut¨®noma de Madrid, han calculado que incluso los primeros instantes del universo tal vez estar¨ªan al alcance de la exploraci¨®n directa con detectores de ondas gravitacionales que se est¨¢n preparando. Y no s¨®lo se podr¨ªan captar esas ondas, sino que se podr¨ªa extraer de ellas informaci¨®n acerca de las condiciones iniciales del cosmos, como la asimetr¨ªa entre materia y antimateria, los campos magn¨¦ticos primordiales, o posiblemente el origen de la materia oscura.

Antes de que el viernes pasado fuera publicado en la revista estadounidense Physical Review Letters, el trabajo de Garc¨ªa-Bellido y del estudiante de doctorado Figueroa hab¨ªa suscitado ya notable inter¨¦s en la comunidad internacional, con res¨²menes y comentarios de otros cosm¨®logos circulando por Internet. "Las ondas gravitacionales son ondulaciones del espacio-tiempo predichas por la teor¨ªa de la relatividad general de Einstein, que viajan a la velocidad de la luz y cuya existencia se ha comprobado experimentalmente s¨®lo de forma indirecta (con el consiguiente Premio Nobel a Joseph Taylor y Russell Hulse)", explica Garc¨ªa-Bellido.

Este f¨ªsico te¨®rico recapitula un poco lo que se sabe del Big Bang para situar el an¨¢lisis de la posible detecci¨®n directa en su justa medida. El universo probablemente sufri¨® al principio un periodo de rapid¨ªsima expansi¨®n. Esta fase, denominada inflaci¨®n, durar¨ªa una trillon¨¦sima de segundo y, al final, la densidad de energ¨ªa de vac¨ªo cu¨¢ntico inicial se habr¨ªa convertido en la materia y radiaci¨®n de nuestro universo.

De hecho, para algunos cient¨ªficos, incluido Garc¨ªa-Bellido, el Big Bang, el inicio del cosmos a partir del cual est¨¢ expandi¨¦ndose, es precisamente el final de la inflaci¨®n. Lo que los dos espa?oles han predicho es que si la inflaci¨®n ocurri¨® a niveles de energ¨ªa relativamente bajos, entonces las ondas gravitacionales generadas podr¨ªan ser medidas por la siguiente generaci¨®n de detectores. Es poco probable que el detector LIGO, que est¨¢ poni¨¦ndose a punto en Estados Unidos, alcance suficiente sensibilidad para captar las ondas gravitacionales creadas al final de esa fase. Pero quiz¨¢ las detecte a mediados de la pr¨®xima d¨¦cada el sistema espacial LISA y, hacia 2020, el propuesto Big Bang Observatory (BBO).

En realidad, la inflaci¨®n es una teor¨ªa a¨²n no demostrada, aunque se ha ido consolidando en los ¨²ltimos a?os con varias observaciones cosmol¨®gicas que la sustentan. Aun as¨ª, y pese a la aceptaci¨®n casi generalizada de que goza, los cient¨ªficos no saben a¨²n cu¨¢l de los diferentes modelos te¨®ricos que explican el final de esa fase ser¨ªa el correcto. Y de esto depende, explica Garc¨ªa-Bellido, que las ondas gravitacionales generadas sean detectables o no con los pr¨®ximos detectores: "Si es el final que llamar¨ªamos violento, con una transici¨®n muy brusca, se podr¨ªan captar, pero si es el final ondulante, m¨¢s lento, ni LIGO ni seguramente LISA tendr¨ªan resoluci¨®n suficiente, ya que la frecuencia de las ondas gravitacionales ser¨ªa mucho mayor que en el primer caso y fuera del alcance de los detectores".

Una clave del an¨¢lisis de los dos espa?oles es el c¨¢lculo de c¨®mo las ondas gravitacionales del Big Bang ser¨ªan identificables, una vez restado el ruido de la se?al de los detectores y separado el registro de otras ondas de este tipo generadas en fen¨®menos diferentes y muy posteriores, como la interacci¨®n de agujeros negros, o de estrellas supercompactas, y explosiones de supernova.

Al final de la inflaci¨®n se formar¨ªan unos grumos cuya colisi¨®n originar¨ªa esas ondas gravitacionales que deben permear ahora todo el universo -y ser visibles con instrumentos avanzados-. La detecci¨®n de este fondo de ondas procedentes del instante cero de la historia de todo ser¨ªa un espectacular avance cient¨ªfico, pero adem¨¢s, los cosm¨®logos podr¨ªan leer la informaci¨®n contenida en ese mensajero. Garc¨ªa-Bellido habla entusiasmado de los datos directos que podr¨ªan recabarse sobre los mecanismos f¨ªsicos que dieron origen a la materia y radiaci¨®n de nuestro universo.