La belleza de la inflación

Por Alicia Rivera
El País

Los científicos, poco a poco, están recabando pruebas que sustentan una de las más extravagantes teorías cosmológicas, la de la inflación, que propone que el universo sufrió en sus primeros instantes un rápido y gigantesco crecimiento. Los últimos resultados de cuatro experimentos sobre la radiación de fondo de microondas, el llamado eco del Big Bang, confirman varias predicciones de la inflación.
Los cuatro experimentos (DASI, Boomerang, Maxima y CBI) utilizan tecnologías y métodos diferentes: dos se operan desde el Polo Sur y dos desde el territorio de Estados Unidos. Todos ellos confirman que los rasgos primitivos del universo dejaron sus huellas en el eco del Big Bang.
La inflación cósmica propone que el universo sufrió un crecimiento exponencial al principio y que luego siguió expandiéndose mucho más despacio, tal y como se observa ahora. La teoría cuenta con muchos partidarios entre los científicos por su belleza como modelo y por las respuestas que da a incógnitas cosmológicas cruciales que carecen de respuesta en el marco más general de la teoría del Big Bang. Pero hay que ponerla a prueba con experimentos y observaciones y ese crecimiento exponencial no se ha visto directamente.
Los científicos, para confirmar o descartar teorías, hacen hipótesis: “Si fuera esto correcto deberían observarse tales fenómenos...”. Las predicciones clave de la teoría de la inflación apuntan hacia la radiación de fondo de microondas, el eco ahora frío del fogonazo del universo cuando se hizo transparente unos 300 mil años después de la gran explosión inicial.
Esta radiación de fondo, descubierta por casualidad en 1965, permea todo el universo y se ha enfriado tanto como para detectarse ahora a una temperatura bajísima (270 grados centígrados bajo cero). Hasta hace una década la radiación se veía uniforme porque los instrumentos de observación no eran suficientemente sensibles para apreciar detalles, pero los cosmólogos sospechaban que tenía que haber fluctuaciones de temperatura en ese fondo de microondas.

Materia y energia
Las fluctuaciones indicarían diferencias de densidades de materia y energía, grumos que evolucionaron y acabaron formando las galaxias y grupos de galaxias que ahora, unos 14 mil millones de años después, se observan en el cielo. Cuando en 1992 los científicos anunciaron que el satélite Cobe de la NASA había descubierto por fin esas perseguidas fluctuaciones, comenzó la carrera para obtener información detallada.
“Con estos nuevos datos, la inflación parece muy sólida. Siempre ha sido teóricamente convincente, ahora tiene una buena base experimental”, comentó en Washington John Carlstrom, profesor de la Universidad de Chicago y líder de DASI, según informa la Fundación Nacional para la Ciencia (Estados Unidos), que financia en parte tanto este experimento como el Boomerang. Efectivamente, los datos indican que el universo es plano –parámetro de la curvatura del espacio-tiempo– tal y como predice la inflación.
“La investigación proporciona una confirmación sólida de que estamos utilizando el modelo correcto para describir el universo”, dice Paul Richards, investigador principal de Maxima. “Nuestros resultados del año pasado implican exactamente la densidad justa de materia y energía paraque la luz viaje en línea recta por el universo observable. Esto es lo que los cosmólogos quieren decir con universo plano. Los nuevos resultados dan un nuevo apoyo a la teoría de la inflación.”

cosmos primitivo
Otra predicción de la teoría es que los rasgos primitivos del cosmos habrían dejado huellas en la radiación de fondo: unos picos, unos patrones “como armónicos” muy específicos, en las variaciones de temperatura. Pero esos picos son tan bajitos que estaban fuera del alcance tecnológico de los detectores hasta hace poco.
Los experimentos por fin han sido capaces de ver esos picos, midiendo variaciones en la temperatura de la radiación de fondo de cien millonésimas de grado. “El universo primitivo está lleno de ondas sonoras comprimidas y de materia enrarecida y luz, algo muy parecido a las ondas sonoras comprimidas y aire enrarecido dentro de una flauta o una trompeta. Por primera vez, los nuevos datos muestran claramente los armónicos de esas ondas”, afirma el italiano Paolo de Bernardis, líder de Boomerang. Su colega Barth Netterfield puntualiza: “Igual que la diferencia entre los armónicos permite distinguir entre una flauta o una trompeta sonando, los detalles de los armónicos impresos en la radiación de fondo de microondas nos permiten comprender la naturaleza detallada del universo”.
DASI es un detector instalado en la base científica estadounidense Amundsen–Scott del Polo Sur. Boomerang, una colaboración de Estados Unidos, Italia, Canadá y el Reino Unido, utiliza un telescopio suspendido de un globo volando sobre la Antártida a 37 kilómetros de altura. Máxima, de las universidades de California y Minnesota, también es un experimento en globo, pero sobrevolando Texas; el equipo está ahora analizando los datos del último vuelo realizado. En tanto CBI es un detector en tierra.