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Un nuevo análisis de datos del futuro telescopio Euclid permitirá asomarse a los primeros instantes tras el Big Bang.
Abstract
Se ha validado un pipeline para el análisis conjunto del espectro de potencia (a un lazo) y el biespectro (a nivel de árbol) en el espacio de corrimientos al rojo sobre catálogos simulados que imitan la muestra espectroscópica de Euclid. Se utilizaron simulaciones de N-cuerpos Abacus-PNG con condiciones iniciales gaussianas y localmente no gaussianas, y las galaxias se poblaron mediante HOD calibrado con Euclid Flagship 2. Se probaron la parametrización del sesgo, los priors y los cortes de escala. Sin información a priori sobre b_φ, la contribución dominante de PNG ∝ f_NL b_φ se detecta mal en corrimientos al rojo individuales, pero el biespectro restringe otras combinaciones, rompiendo degeneraciones. Se propone un prior físicamente motivado para b_φ a fin de obtener estimaciones insesgadas de f_NL teniendo en cuenta la incertidumbre teórica; se determinan cortes de escala para la no sesgadez de ΛCDM y f_NL. Con un volumen efectivo de 16 h⁻³ Gpc³ (cuatro cortes, 0.8 ≤ z ≤ 1.7), el análisis de las funciones de verosimilitud arroja un sesgo inferior a 1σ. El biespectro reduce σ(f_NL) entre un 29 y un 46% en relación con el espectro de potencia; el análisis conjunto añade entre un 8 y un 13% adicional. El cuadrupolo del biespectro es crítico. Los mejores resultados se obtienen a z=1.7: 1.9σ para f_NL b_φ (sin prior) y 2.35σ para f_NL (con prior).
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El universo nació en el Big Bang y de inmediato experimentó una expansión ultrarrápida llamada inflación. Las vibraciones cuánticas quedaron impresas en el tejido del espacio, como las ondas en el agua al lanzar una piedra. Estas ondas se convirtieron en las semillas de las galaxias. Normalmente las ondas son aleatorias, pero si la inflación fue compleja, las crestas son un poco más altas en algunos puntos y la forma no es un círculo perfecto. Detectar ese sesgo es como leer la historia de los primeros instantes.
El telescopio europeo Euclid podrá comprobarlo. En un modelo, los científicos combinaron dos enfoques: uno mide la altura general de las ondas y el otro capta patrones triangulares entre crestas vecinas. Juntos reducen el ruido y duplican la precisión. La señal más nítida la proporcionan galaxias lejanas con la mitad de la edad del universo. Para no equivocarse, los datos de las galaxias se correlacionaron con un mapa de materia oscura, el andamio invisible del cosmos. Así se podrá distinguir si la inflación fue simple o multifactorial, casi como descifrar si una sola piedra provocó las ondas o fueron varias.
🎯 Si las ondas cósmicas fueran perfectamente simétricas, el universo habría permanecido monótono, como el ruido blanco de los auriculares, y nunca se habrían formado estructuras complejas.
🎬 En «Contacto» de Carl Sagan, un mensaje se oculta en el zumbido del fondo cósmico de microondas. Los astrofísicos que trabajan con Euclid también buscan una señal oculta en las ondas cósmicas, pero su autor no es una inteligencia extraterrestre, sino las leyes cuánticas del universo primitivo.
