Planck: un telescopio para retroceder hasta el origen del universo

El 14 de mayo la Agencia Europea del Espacio (ESA) ha lanzado un nuevo telescopio espacial, Planck , y ese lanzamiento marca el inicio de una nueva era para la cosmolog¨ªa. Planck es una poderosa herramienta para superar barreras en la investigaci¨®n de las preguntas m¨¢s fundamentales jam¨¢s formuladas por el ser humano: ?c¨®mo empez¨® el universo? ?de qu¨¦ est¨¢ hecho? ?cu¨¢l es su destino ¨²ltimo? Pero ojo, las respuestas de Planck no ser¨¢n el fin de una bonita historia -la de la b¨²squeda de nuestro origen-, sino la continuaci¨®n de una saga con mucho suspense. Porque Planck, sin duda, traer¨¢ sorpresas. Y los hallazgos m¨¢s emocionantes son los inesperados.

Hace s¨®lo unas cuantas d¨¦cadas, el estudio del origen del universo era un ¨¢rea de investigaci¨®n en la que escaseaban los buenos datos. Pero ahora estamos en la edad de oro de la cosmolog¨ªa, convertida ya en uno de los campos m¨¢s activos de la ciencia. Los experimentos cosmol¨®gicos, tanto basados en tierra como en el espacio, proporcionan resultados emocionantes. Y, en este contexto, Planck representa la pr¨®xima generaci¨®n de herramientas para estudiar el origen.

Los cient¨ªficos disponemos ya de un modelo sobre el principio y la evoluci¨®n del cosmos: la teor¨ªa del Big Bang, seg¨²n la cual el universo fue en el pasado mucho m¨¢s denso y caliente que en la actualidad, y empez¨® a expandirse y a enfriarse hace unos 13.700 millones de a?os. Sobre esa descripci¨®n a grandes rasgos ya no quedan hoy dudas cient¨ªficas, aunque s¨ª numerosos e importantes interrogantes. La raz¨®n de su aceptaci¨®n por parte de la comunidad cient¨ªfica es que se asienta sobre tres grandes descubrimientos -pilares- b¨¢sicos.

El universo en expansi¨®n

Uno es la constataci¨®n, en 1920, de que el universo est¨¢ en expansi¨®n: cada vez se hace m¨¢s y m¨¢s grande, y la distancia entre los objetos que lo integran es cada vez mayor. Eso implica que en el pasado toda la materia y la energ¨ªa contenidas en el universo estaban concentradas en una regi¨®n mucho m¨¢s densa y caliente.

M¨¢s tarde se descubri¨® adem¨¢s que las estrellas son las f¨¢bricas de la inmensa mayor¨ªa de elementos qu¨ªmicos que hay en el universo -ox¨ªgeno, carb¨®n, hierro...-. De la mayor¨ªa, pero no de todos. Algunos -pocos- elementos qu¨ªmicos fueron producidos en la infancia remota del universo, cuando ¨¦ste era a¨²n muy caliente.

El tercer hallazgo clave se produjo en 1964, cuando dos radioastr¨®nomos -Arno Penzias y Robert Wilson- descubrieron por casualidad una radiaci¨®n procedente de todo el cielo. El t¨¦rmino radiaci¨®n se usa aqu¨ª como sin¨®nimo de luz, dado que su naturaleza es la misma que la de la luz visible, la infrarroja y la ultravioleta, la radiaci¨®n de microondas... es decir, se trata de radiaci¨®n electromagn¨¦tica. Pues bien, la radiaci¨®n detectada por Penzias y Wilson lo llena todo: no procede de un ¨²nico objeto astron¨®mico, sino de todo el universo. Procede de cuando el universo era, de nuevo, muy denso y caliente. Hoy se sabe que esa radiaci¨®n, llamada radiaci¨®n c¨®smica de fondo de microondas, o CMB en sus siglas en ingl¨¦s, viene a ser algo as¨ª como la luz f¨®sil del Big Bang.

Luz f¨®sil

Es esa luz f¨®sil lo que observar¨¢ Planck con un detalle sin precedentes. ?Por qu¨¦? Porque fue la primera luz que pudo viajar libremente por el espacio, cuando, en su proceso de expansi¨®n, el universo se enfri¨® lo bastante como para que materia y radiaci¨®n se separaran. Hasta esa ¨¦poca, que corresponde a unos 380.000 a?os tras el Big Bang, materia y radiaci¨®n permanec¨ªan acopladas por las altas temperaturas. Y lo interesante es que, al producirse la separaci¨®n, la radiaci¨®n conserv¨® ciertas huellas de la materia. Esas huellas pueden detectarse a¨²n hoy, y en ellas hay gran cantidad de informaci¨®n sobre el pasado del universo. Planck es la m¨¢quina perfecta para extraerla.

Concretemos m¨¢s. Las huellas vienen a ser las semillas de las grandes estructuras de materia que pueblan el universo actual: galaxias y c¨²mulos de galaxias. Como embriones que se acaban convirtiendo en un organismo adulto, en torno a esas semillas primigenias se fue acumulando m¨¢s y m¨¢s materia a medida que el universo se enfriaba, hasta dar lugar a las estructuras que hoy vemos.

Ahora bien, no es nada f¨¢cil estudiar las marcas dejadas en la radiaci¨®n por las semillas de materia. En la pr¨¢ctica, esas huellas se detectan como diferencias muy peque?as de temperatura en la radiaci¨®n de fondo. Temperatura, ¨¦sa es la palabra clave. Cuando materia y energ¨ªa se desacoplaron el universo estaba a unos 3.000? cent¨ªgrados. Hoy, tras m¨¢s de 13.000 millones de a?os de expansi¨®n y enfriamiento, est¨¢ a 270? bajo cero. ?sa es la temperatura a que est¨¢ el espacio exterior, y tambi¨¦n la de la radiaci¨®n de fondo. Pues bien, para buscar las huellas de la materia en la energ¨ªa hay que medir la temperatura de todo el cielo con una precisi¨®n de una parte en un mill¨®n. Y en eso consistir¨¢ el trabajo de Planck. Planck medir¨¢ las min¨²sculas variaciones en la temperatura del universo como el term¨®metro m¨¢s sensible jam¨¢s lanzado.

Jan Tauber, jefe cient¨ªfico de la misi¨®n Planck de la ESA