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Un nuevo análisis de los datos del futuro telescopio Euclid ayudará a asomarse a los primeros instantes tras el Big Bang.
El universo nació en el Big Bang y casi de inmediato atravesó una fase de inflación: una expansión ultrarápida que infló regiones microscópicas hasta escalas cosmológicas. Las fluctuaciones cuánticas, inevitables en el mundo subatómico, quedaron impresas en el tejido del espacio-tiempo, igual que una piedra lanzada al agua genera ondas que se expanden. Estas inhomogeneidades primordiales se convirtieron en semillas gravitacionales alrededor de las cuales se formaron más tarde las galaxias. En los modelos más simples de inflación, estas ondas son estadísticamente isotrópicas: sus crestas se distribuyen al azar, sin direcciones privilegiadas. Sin embargo, si la inflación fue de múltiples campos, es decir, impulsada no por uno sino por varios campos que interactúan, la aleatoriedad se rompe: las crestas pueden ser ligeramente más altas en unas regiones que en otras, y su forma se desvía del círculo perfecto. Detectar esa no gaussianidad —una asimetría en la distribución— permitiría leer la historia de los primeros instantes y distinguir si fue una sola «piedra» la que generó las ondas o fueron varias, es decir, si la inflación fue simple o compleja.
Para comprobarlo está el telescopio espacial europeo Euclid. Los investigadores han construido un modelo que combina dos enfoques observacionales independientes. El primero mide la amplitud total de las ondas, es decir, la altura característica de las crestas, mediante la estadística de la estructura a gran escala. El segundo capta patrones triangulares: correlaciones entre tres crestas vecinas, sensibles precisamente a las desviaciones de la gaussianidad. El análisis conjunto permite reducir drásticamente los ruidos instrumentales y duplicar la precisión de las mediciones. La señal más limpia se espera de las galaxias lejanas, cuya edad es aproximadamente la mitad de la edad del universo: su distribución aún conserva la huella de las ondas primordiales, no demasiado distorsionada por la evolución posterior. Para descartar interpretaciones erróneas, los datos de las galaxias visibles se correlacionaron con el mapa de materia oscura —el armazón gravitacional invisible que constituye la base de la telaraña cósmica y refleja directamente las fluctuaciones primordiales de densidad. Esta verificación cruzada ayudará a distinguir con seguridad la inflación simple de la de múltiples campos, casi como si, al mirar las ondas, pudiéramos saber si se lanzó una piedra o varias.
Si las ondas cósmicas fueran perfectamente simétricas, el universo habría permanecido monótono, como un ruido blanco en los auriculares, y las estructuras complejas no habrían surgido.
En «Contacto», de Carl Sagan, un mensaje se esconde en el ruido del fondo cósmico de microondas. Los astrofísicos 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 primigenio.
