Las "texturas", serían defectos remanentes del Big Bang y fueron propuestas hace más de una década.
Científicos del Institute of Physics of Cantabria (IFCA) y la Universidad de Cambridge habrían descubierto un ejemplo de un defecto cósmico conocido como "textura". Si se confirmara el descubrimiento, reportado hoy en Science, ayudará a entender cómo el Universo evolucionó luego del Big Bang.
WMAP imagen de la radiación de fondo de microondas
Las texturas son defectos en la estructura del vacío dejado del caliente Universo temprano. El profesor Neil Turok mostró cómo se formarían las texturas en los años 90, remarcando que algunos podrían sobrevivir el Big Bang y que podrían ser visibles en el Universo actual. Estas texturas podrían ser observadas por los puntos calientes y fríos que crean en la radiación de fondo de microondas (CMB) que llena el Universo y fue liberada en la Gran Explosión hace 14 mil millones de años.
La teoría del Big Bang propone que el cosmos comenzó con una muy alta densidad, un estado de alta temperatura, enfriándose mientras se expandía. En el caliente Universo primitivo, los físicos creen que los diferentes tipos de partículas elementales (como el quark del que se crean partículas más grandes) se comportaban identicamente. Al enfriarse el Universo, el vacío cambió y se rompió la simetría entre partículas, en una fase de transición análoga al congelamiento del agua.
Como los desalineamientos en la estructura cristalina del hielo lleva a defectos, los desalineamientos en la rotura de la simetría forma defectos cósmicos. Las texturas son un tipo de defecto.
El profesor Turok nos brinda la siguiente analogía:"Imagine un gran grupo de personas paradas. Para cualquier persona, el grupo parece casi el mismo en todas direcciones. Ahora dígales que se acuesten. Las personas tenderán a acostarse en la misma dirección que sus vecinos, pero sobre grandes distancias la dirección escogida variará. En algunos lugares, las personas no podrían decidir cuál es la mejor dirección para acostarse: si todos se acuestan apuntando directamente contra usted, se convertirá en un defecto en la simetría, una textura".
Se cree que las texturas colapsan en escalas progresivamente más grandes, creando intensa energía y potencial gravitacional. Esto crea áreas calientes o frías, como la zona fría en el Hemisferio Sur Galáctico descubierta en 2004 (*).
Marcos Cruz y sus colegas, Dr. Patricio Vielva y el Profesor Enrique Martínez González persiguieron numerosas posibilidades de existencia de la zona fría. En particular, exploraron particularmente la posibilidad de estar debida a efectos sistemáticos, contaminación de fondo de nuestra propia galaxia o debida a la dispersión de la radiación de fondo de microondas por grandes cúmulos galácticos.
Cada vez llegaban a la misma conclusión: no hay argumentos convincentes para ninguna de estas posibilidades. Pensaron en la hipótesis de que habría una textura y con la asistencia de Dr. Mike Hobson, un miembro del grupo de astrofísica del Laboratorio Cavendish de Cambridge y el Profesor Turok, eran capaces de examinar esa posibilidad en detalle.
Turok realizó simulaciones de gran escala usando COSMOS, la supercomputadora de Cambridge para comparar con precisión la teoría con el evento. Hobson barajó las posibilidades relativas de que la zona fría se deba a una textura más que a una extrema fluctuación estadística. Los investigadores concluyeron que la hipótesis de la textura es la más plausible para la zona fría pero saben que se requieren pruebas adicionales.
"La posibilididad es muy excitante. Si es una textura, revolucionará nuestro entendimiento de cómo las simetrías fundamentales entre partículas y fuerzas se rompieron al surgir el Universo del Big Bang. Los datos actuales son sugestivos pero no completos. Hay un número de tests que pueden ser hechos con datos futuros. Es una hipótesis testeable y tendremos la respuesta en la próxima década", dice Turok.
"La prominente región fría en la imagen del fondo cósmico de microondas tomado por el satélite WMAP es un elemento desconcertante que atrajo la atención a la comunidad cosmológica, pero no ha sido convincentemente explicada. Nuestro trabajo investiga la excitante posibilidad de que la zona fría se deba a la presencia de una textura cósmica; algunas teorías físicas actuales predicen que las texturas se producen al evolucionar el Universo, pero nunca han sido observadas. De alguna manera para nuestra sorpresa, encontramos que la región fría y, de hecho, la radiación de fondo en todo el cielo son consistentes con el modelo de textura. Aunque los datos son incompletos, sugerimos futuras observaciones que deberían ser capaces de testear nuestra hipótesis definitivamente. Si se prueba que la zona fría es de hecho una textura cambiará completamente nuestra visión de cómo evolucionó el Universo luego del Big Bang", finaliza Hobson.
Fuentes y links relacionados
Nota en EurekAlert
Nota de prensa en U. de Cambridge
(*) Ver también "Encuentan un enorme agujero en el Universo"
Científicos del Institute of Physics of Cantabria (IFCA) y la Universidad de Cambridge habrían descubierto un ejemplo de un defecto cósmico conocido como "textura". Si se confirmara el descubrimiento, reportado hoy en Science, ayudará a entender cómo el Universo evolucionó luego del Big Bang.
WMAP imagen de la radiación de fondo de microondas
Las texturas son defectos en la estructura del vacío dejado del caliente Universo temprano. El profesor Neil Turok mostró cómo se formarían las texturas en los años 90, remarcando que algunos podrían sobrevivir el Big Bang y que podrían ser visibles en el Universo actual. Estas texturas podrían ser observadas por los puntos calientes y fríos que crean en la radiación de fondo de microondas (CMB) que llena el Universo y fue liberada en la Gran Explosión hace 14 mil millones de años.
La teoría del Big Bang propone que el cosmos comenzó con una muy alta densidad, un estado de alta temperatura, enfriándose mientras se expandía. En el caliente Universo primitivo, los físicos creen que los diferentes tipos de partículas elementales (como el quark del que se crean partículas más grandes) se comportaban identicamente. Al enfriarse el Universo, el vacío cambió y se rompió la simetría entre partículas, en una fase de transición análoga al congelamiento del agua.
Como los desalineamientos en la estructura cristalina del hielo lleva a defectos, los desalineamientos en la rotura de la simetría forma defectos cósmicos. Las texturas son un tipo de defecto.
El profesor Turok nos brinda la siguiente analogía:"Imagine un gran grupo de personas paradas. Para cualquier persona, el grupo parece casi el mismo en todas direcciones. Ahora dígales que se acuesten. Las personas tenderán a acostarse en la misma dirección que sus vecinos, pero sobre grandes distancias la dirección escogida variará. En algunos lugares, las personas no podrían decidir cuál es la mejor dirección para acostarse: si todos se acuestan apuntando directamente contra usted, se convertirá en un defecto en la simetría, una textura".
Se cree que las texturas colapsan en escalas progresivamente más grandes, creando intensa energía y potencial gravitacional. Esto crea áreas calientes o frías, como la zona fría en el Hemisferio Sur Galáctico descubierta en 2004 (*).
Marcos Cruz y sus colegas, Dr. Patricio Vielva y el Profesor Enrique Martínez González persiguieron numerosas posibilidades de existencia de la zona fría. En particular, exploraron particularmente la posibilidad de estar debida a efectos sistemáticos, contaminación de fondo de nuestra propia galaxia o debida a la dispersión de la radiación de fondo de microondas por grandes cúmulos galácticos.
Cada vez llegaban a la misma conclusión: no hay argumentos convincentes para ninguna de estas posibilidades. Pensaron en la hipótesis de que habría una textura y con la asistencia de Dr. Mike Hobson, un miembro del grupo de astrofísica del Laboratorio Cavendish de Cambridge y el Profesor Turok, eran capaces de examinar esa posibilidad en detalle.
Turok realizó simulaciones de gran escala usando COSMOS, la supercomputadora de Cambridge para comparar con precisión la teoría con el evento. Hobson barajó las posibilidades relativas de que la zona fría se deba a una textura más que a una extrema fluctuación estadística. Los investigadores concluyeron que la hipótesis de la textura es la más plausible para la zona fría pero saben que se requieren pruebas adicionales.
"La posibilididad es muy excitante. Si es una textura, revolucionará nuestro entendimiento de cómo las simetrías fundamentales entre partículas y fuerzas se rompieron al surgir el Universo del Big Bang. Los datos actuales son sugestivos pero no completos. Hay un número de tests que pueden ser hechos con datos futuros. Es una hipótesis testeable y tendremos la respuesta en la próxima década", dice Turok.
"La prominente región fría en la imagen del fondo cósmico de microondas tomado por el satélite WMAP es un elemento desconcertante que atrajo la atención a la comunidad cosmológica, pero no ha sido convincentemente explicada. Nuestro trabajo investiga la excitante posibilidad de que la zona fría se deba a la presencia de una textura cósmica; algunas teorías físicas actuales predicen que las texturas se producen al evolucionar el Universo, pero nunca han sido observadas. De alguna manera para nuestra sorpresa, encontramos que la región fría y, de hecho, la radiación de fondo en todo el cielo son consistentes con el modelo de textura. Aunque los datos son incompletos, sugerimos futuras observaciones que deberían ser capaces de testear nuestra hipótesis definitivamente. Si se prueba que la zona fría es de hecho una textura cambiará completamente nuestra visión de cómo evolucionó el Universo luego del Big Bang", finaliza Hobson.
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