El salón de espejos del universo: la luz que gira ✛
El telescopio ACT, en el desierto chileno de Atacama, observó el cielo de 2007 a 2022. Su objetivo era la radiación cósmica de fondo, la luz que viaja hacia nosotros desde hace 13,8 mil millones de años. Esa luz está polarizada: las ondas oscilan en planos definidos, como cuerdas tensadas en distintas direcciones. En un universo perfectamente simétrico, esos planos permanecerían invariables. Pero los datos del ACT dicen lo contrario.
El universo se asemeja a un salón de espejos, donde cada rayo, al reflejarse en espejos invisibles, gira ligeramente. Esos espejos son la materia oscura y la energía oscura, que componen el 95% del cosmos. Si rompen la simetría especular (paridad), la polarización de la luz debería rotar lentamente mientras viaja por el espacio. Los astrofísicos midieron esa rotación: β = 0.215° ± 0.074°. Parece un ángulo diminuto, menos de la mitad del diámetro aparente de la Luna. Pero en cosmología, tales magnitudes deciden el destino de las teorías.
Antes, los satélites WMAP y Planck habían visto una señal similar. Pero quedaba la duda: ¿no será un artefacto de los propios instrumentos? Cualquier telescopio puede alterar ligeramente la polarización debido a imperfecciones en la óptica. En el nuevo trabajo, los científicos siguieron otro camino. Usaron análisis bayesiano (un método estadístico que incorpora información previa) y el modelo óptico del ACT para separar la rotación cosmológica de la instrumental. Resultó que β no es cero, con un nivel de significancia de 2,9σ. No es un descubrimiento definitivo, el umbral en física suele ser 5σ, pero es un paso importante.
El análisis conjunto con los datos de WMAP y Planck eleva la significancia a 4,6σ. Eso ya está cerca de hablar de una señal real. Si la birrefringencia cósmica se confirma, los físicos tendrán que revisar el modelo estándar. Quizás la materia oscura o la energía oscura interactúan con la luz de un modo que viola simetrías fundamentales. Entonces, el salón de espejos del universo no sería solo una metáfora, sino una descripción exacta de la realidad.
El ángulo de rotación β ≈ 0.2° equivale a girar la aguja de una brújula 12 minutos de arco, menos que el tamaño aparente de la Luna (unos 30 minutos de arco).
En la novela de Greg Egan «La escalera de Schild», se examina un vacío con propiedades inusuales donde la violación de simetrías juega un papel clave. La birrefringencia cósmica es un candidato real para un fenómeno así.