As¨ª se hizo la luz en el universo tras 180 millones de a?os de oscuridad

Cuentan las teor¨ªas cosmol¨®gicas que hace 13.700 millones de a?os un punto infin¨ªtamente denso comenz¨® a expandirse a una velocidad mayor que la de la luz. Pocos segundos despu¨¦s de aquel Big Bang, el cosmos ya era inmenso y se hab¨ªan puesto las bases del universo que conocemos, aunque a¨²n era un mundo extra?o. El eco de aquel estallido qued¨® grabado en un fondo c¨®smico de microondas que lo permea todo, pero cuando solo hab¨ªan transcurrido 380.000 a?os lleg¨® la oscuridad. La masa de part¨ªculas que conformaba el universo antiguo comenz¨® a enfriarse y permiti¨® que protones y electrones se apareasen formando hidr¨®geno neutro, un gas que absorbi¨® la mayor parte de los fotones a su alrededor. Eso volvi¨® el universo opaco y dio origen a la Edad Oscura del Universo, un periodo fuera del alcance de los telescopios que detectan la luz visible.

Durante casi 200 millones de a?os, los g¨¦rmenes del universo que conocemos se fueron alimentando en la sombra del espacio tiempo. La materia se fue agrupando asistida por el poder gravitatorio de la materia oscura y, finalmente, nacieron las primeras estrellas. Esos astros, enormes, azules y de vida breve, comenzaron a emitir una radiaci¨®n ultravioleta que cambi¨® el ecosistema c¨®smico. La radiaci¨®n modific¨® el estado energ¨¦tico de los ¨¢tomos de hidr¨®geno que se independizaron de la radiaci¨®n c¨®smica de fondo y comenz¨® a amanecer en el universo.

Hoy, un grupo de investigadores liderado por Judd Bowman, de la Universidad Estatal de Arizona (EE UU), publica en la revista Nature la detecci¨®n de una se?al producida 180 millones de a?os despu¨¦s del Big Bang que se convierte as¨ª en la prueba m¨¢s antigua de formaci¨®n de estrellas que tenemos. El logro llega gracias a una peculiar antena del tama?o de un frigor¨ªfico colocada en una regi¨®n remota de Australia. All¨ª, lejos de las interferencias de radio de los artefactos humanos, colocaron un receptor que ten¨ªa un objetivo bien definido por los f¨ªsicos te¨®ricos. En el momento de perder su neutralidad, el hidr¨®geno comenz¨® a emitir o absorber la radiaci¨®n circundante en una longitud de onda espec¨ªfica: 21 cent¨ªmetros, el equivalente a una frecuencia de 1.420 megahercios. Con la expansi¨®n del universo y siguiendo la norma del corrimiento al rojo, por la que la longitud de onda de la radiaci¨®n se incrementa con la distancia, los astr¨®nomos calculaban que la se?al llegar¨ªa a la Tierra en el entorno de los 100 megahercios.

Pese a dise?ar un detector extremadamente sofisticado, capaz de capturar esa se?al y distinguirla de la radiaci¨®n c¨®smica que ba?a continuamente nuestro planeta (los autores han calificado el logro como detectar el aleteo de un colibr¨ª en medio de un hurac¨¢n), al principio, los investigadores no encontraron la se?al esperada. En su planteamiento inicial, calcularon el rango de emisi¨®n de aquel hidr¨®geno primigenio contando con que estar¨ªa m¨¢s caliente que su entorno. Pero, pensaron despu¨¦s, quiz¨¢ estuviesen equivocados. Cuando cambiaron el modelo asumiendo que el gas estar¨ªa m¨¢s fr¨ªo y bajaron la frecuencia de b¨²squeda, encontraron la se?al de ondas de radio que persegu¨ªan alrededor de los 78 megahercios.

Despu¨¦s de encontrar la se?al de la formaci¨®n de las primeras estrellas, el misterio de la temperatura del hidr¨®geno dej¨® espacio para indagar en esa segunda inc¨®gnita. ?Qu¨¦ hab¨ªa enfriado ese gas? Una de las posibilidades ser¨ªa que la temperatura de la radiaci¨®n del universo en aquella ¨¦poca fuese superior a la del fondo c¨®smico de microondas estudiado por sondas como la europea Herschell. Otra opci¨®n es la que plantea un segundo art¨ªculo publicado en el mismo n¨²mero de Nature. En este trabajo, liderado por Rennan Barkana, del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts (MIT), se sugiere que las interacciones con la materia oscura, mucho m¨¢s fr¨ªa que la convencional, explicar¨ªan el desajuste entre las teor¨ªas y lo observado.

Estos dos trabajos abren una ventana a una etapa de la historia c¨®smica hasta ahora velada. Es la primera vez que se mira a ese periodo en que los ancestros de nuestras estrellas y nuestras galaxias comenzaban a formarse. Ahora, otros observatorios podr¨¢n seguir indagando en aquel tiempo sabiendo mejor d¨®nde mirar y, por el camino, es posible que se ajuste mejor la b¨²squeda de la materia oscura. Aquella sustancia, que supone m¨¢s del 80% del total de la materia del universo, desempe?¨® un papel fundamental en la evoluci¨®n del universo y sigue haci¨¦ndolo. Y, pese a su nombre, sac¨® al cosmos de casi 200 millones de a?os de oscuridad.