Probablemente ya te hayas enterado de que, ayer mismo, un grupo de científicos ha logrado la primera prueba de la expansión del Big Bang, lo que ayudará a explicar cómo se originó nuestro universo. Suena muy bien, pero el descubrimiento es mucho más importante de lo que podemos imaginar.

Para hacernos una idea mejor del significado de este hallazgo, primero hay que entender qué es exactamente lo que el equipo de Harvard ha probado. Olvidad las analogías sobre ondas en un estanque o cualquier otra imagen gráfica simplista. Esto es lo que ha ocurrido.

Cazando una onda

Los resultados de ayer provienen del análisis de la radiación cósmica de fondo o radiación de fondo de microondas. Se trata de una débil radiación térmica que llena nuestro universo, y cuyo origen apunta a la explosión que lo originó hace miles de millones de años. Es como el eco de esa explosión y, en esencia, son las ondas más antiguas que pueden observarse en el cosmos.

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El descubrimiento concreto del equipo de Harvard es un fenómeno bautizado como Polarización Primordial Modo-B que afecta a esa radiación térmica que estaban observando. Este fenómeno implica que la radiación de fondo de microondas proveniente del nacimiento de nuestro universo ha sido distorsionada por ondas gravitacionales que, hasta ayer, existían solo sobre el papel.

La existencia de estas fuerzas gravitacionales reafirma uno de los principios fundamentales de la física moderna. En 1916, Albert Einstein predijo la existencia de ondas minúsculas (millones de veces más pequeñas que un átomo) que transportaban energía por todo el universo.

Esas ondas son parte integral de la Teoría General de la Relatividad, y el hecho de que ahora hayamos podido comprobar su existencia tiene profundas implicaciones.

Adios al modelo cíclico

El descubrimiento de ayer es una prueba sólida de que el Big Bang realmente ocurrió, pero quizá lo más importante no es eso, sino que descarta por completo a la principal teoría rival: el modelo cíclico.

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El modelo cíclico, propuesto por Neil Turok, partía del principio teórico de que el universo se expande y se contrae a lo largo de ciclos de miles de millones de años, comenzando con una gran explosión, y terminando con una gran implosión. Según Turok, las fuerzas gravitacionales serían las que mueven este ciclo eterno de expansión y contracción.

La existencia de las ondas gravitacionales hace que esta teoría sea imposible. Stephen Hawking explicaba en la BBC que "la teoría del modelo cíclico del universo descarta por completo la existencia de ondas gravitacionales provenientes de un estado temprano". Hawking, de hecho, mantenía una apuesta con Turok sobre la existencia de las ondas gravitacionales. Suponemos que en estos momentos debe estar reclamando esa apuesta.

Todo esto implica que nos podemos quedar con una única teoría válida para explicar cómo nació nuestro universo: el modelo de expansión del Big Bang, de donde todo surgió, en una fracción de segundo, expandiéndose a velocidades mucho mayores que la de la luz.

Más allá del Big Bang

Por primera vez tenemos indicios plausibles de cuál es nuestro origen. Asimismo, hemos dado un paso de gigante para entender el universo que nos rodea. La evidencia presentada por los investigadores de Harvard describen las ondas gravitacionales como débiles, polarizadas y distorsionadas por lentes gravitacionales. Esta última parte es especialmente importante porque esta distorsión es clave para entender mejor cómo se manifiesta lo que denominamos como materia oscura.

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Explicado de forma simple, la fuerza gravitacional ejercida por objetos grandes es suficiente para doblar levemente la luz (y eso incluye a microondas como las que los científicos de Harvard han estado estudiando). Eso significa que, si sabemos el origen de la luz y el punto desde el que la estamos observando, podemos determinar en qué grado esa luz se puede doblar. Cualquier discrepancia en esta medición permitiría detectar la posición de la fuerza que la afecta, como la materia oscura.

La distorsión gravitacional de estas nuevas ondas significa que, en teoría, podríamos ser capaces de trazar el origen y distribución de la materia oscura a lo largo del tiempo, y finalmente explicar cual es el papel que juega esta materia en el cosmos. Esta tarea es complicada pero, según nos comentaba recientemente Joanne Dunkley, del departamento de física de la Universidad de Oxford: "Si todo va según el plan, podríamos ver avances muy importantes en los próximos cinco o diez años". Este nuevo descubrimiento podría acelerar aún más esa investigación.

Conviene recordar que, antes del día de ayer, no había evidencia alguna que nos indicara qué paso un segundo antes de que naciera el universo. ahora sabemos dónde buscar más detalles sobre qué paso en esa milmillonésima fracción de tiempo en la que tuvo lugar el Big Bang. No es de extrañar que Andrei Dmitriyevich Linde, uno de los responsables del estudio, estuviera tan emocionado ayer.

¿Qué pasó antes?

Cómo siempre, las mejores respuestas son las que plantean nuevas preguntas. La principal ventaja del ahora descartado modelo cíclico era que obviaba el origen de toda la materia del universo. Según este modelo, la materia que lo compone todo siempre ha estado ahí.

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El modelo de expansión, sin embargo, define un momento muy claro de inicio para nuestro universo antes del cual nadie tiene ni idea de qué había. Stephen Hawking es un gran defensor de la idea de que eso no tiene importancia ya que los eventos anteriores al Big Bang no tienen consecuencias sobre la observación del modelo actual. En sus propias palabras: "Uno puede simplificar y asumir que el tiempo comenzó con el mismo Big Bang." La comunidad científica aún no está tan convencida como Hawking.

En definitiva, que la prueba de las ondas gravitacionales zanja más de un debate científico, pero pone de manifiesto la cuestión más desconocida: "¿Qué había antes del Big Bang?" Puede que nunca lleguemos a averiguarlo, pero al menos ahora sabemos con certeza lo que pasó después.

Foto de portada vía: South Pole Telescope

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