La leche hirviendo se cubre de una nata temblorosa. Por sus movimientos se puede adivinar la fuerza del fuego bajo la cacerola y el contenido de grasa de la leche. De manera similar, los astrofísicos observan la antigua radiación de microondas —la luz más vieja que nos ha llegado de una época en que el universo tenía solo 380 000 años. Esta radiación no es perfectamente lisa: tiene ondulaciones, diminutas variaciones de temperatura. Y estas ondulaciones guardan memoria de lo que ocurría en los primeros instantes.

En aquellos tiempos, el espacio estaba lleno de un enjambre de partículas ligeras y casi imperceptibles —neutrinos y, posiblemente, otras aún no descubiertas. Se movían a gran velocidad, chocaban, se dispersaban y, con su energía total, influían en cómo se enfriaba y expandía el universo. La huella de esa influencia quedó impresa en las ondulaciones del fondo de microondas. La tarea principal es medir cuántas partículas de este tipo había exactamente. Los físicos llaman a esto el parámetro N_eff. Si resulta ser un poco mayor que tres, significa que en la naturaleza hay algo más que los tres tipos conocidos de neutrinos.

El nuevo trabajo se centra en el futuro experimento CMB-S4 —una red de telescopios que escaneará el cielo durante años en busca de estas ondulaciones. Los autores calcularon con qué precisión diferentes configuraciones de telescopios podrían medir N_eff. El mejor de los esquemas considerados alcanzaría, en siete años de observaciones, una incertidumbre menor de 0,03. Esto es suficiente para detectar de manera fiable incluso un solo tipo nuevo de partículas invisibles. Para comparar, también calcularon el límite ideal, inalcanzable en la práctica: lo que se podría ver si los telescopios captaran toda la señal posible sin interferencias. Esto muestra hacia dónde se puede seguir creciendo.

Una medición tan precisa de N_eff no es solo una búsqueda de récords. Conecta varias épocas: las primeras fracciones de segundo, cuando nacieron las partículas; los primeros minutos, cuando los protones y neutrones comenzaron a formar los núcleos de los elementos ligeros; y esos 380 000 años, cuando la luz finalmente pudo viajar libremente a través del espacio enfriado. Volviendo a nuestra cacerola: por el temblor de la nata de leche ahora se podrá saber no solo la fuerza del fuego, sino también si la leche tenía algún ingrediente secreto añadido desde el principio.