fondo cósmico de microondas

History

En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman predijeron la existencia de esta radiación basándose en la teoría del Big Bang. En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson la descubrieron accidentalmente con una gran antena, por lo que más tarde recibieron el Premio Nobel.

How it works

Después del Big Bang, el Universo era un plasma de partículas y luz. Cuando se enfrió, unos 380.000 años después, los electrones pudieron unirse a los núcleos (época de recombinación), y la luz comenzó a viajar libremente. Desde entonces, se ha ido 'enfriando' a medida que el espacio se expandía, y ahora nos llega en forma de microondas. Su uniformidad casi perfecta, con pequeñas ondulaciones, muestra dónde se formaron más tarde las galaxias.

History

En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman predijeron la existencia de esta radiación basándose en la teoría del Big Bang. En 1965, Arno Penzias y Robert Wilson la descubrieron accidentalmente con una gran antena, por lo que más tarde recibieron el Premio Nobel.

How it works

Después del Big Bang, el Universo era un plasma de partículas y luz. Cuando se enfrió, unos 380.000 años después, los electrones pudieron unirse a los núcleos (época de recombinación), y la luz comenzó a viajar libremente. Desde entonces, se ha ido 'enfriando' a medida que el espacio se expandía, y ahora nos llega en forma de microondas. Su uniformidad casi perfecta, con pequeñas ondulaciones, muestra dónde se formaron más tarde las galaxias.

History

La predicción teórica fue hecha en los trabajos de George Gamow, Ralph Alpher y Robert Herman en 1948. Estimaron la temperatura de la radiación remanente en unos pocos kelvins. El descubrimiento experimental ocurrió en 1965 por Arno Penzias y Robert Wilson, quienes detectaron un ruido excesivo en una antena, que resultó ser radiación con una temperatura de aproximadamente 3 K. Las posteriores misiones espaciales (COBE, WMAP, Planck) midieron con altísima precisión el espectro y las anisotropías del fondo cósmico, convirtiendo la cosmología en una ciencia exacta.

How it works

El fondo cósmico de microondas se origina en la época de recombinación (unos 380.000 años después del Big Bang), cuando el Universo se volvió transparente a los fotones. Su espectro se describe por la ley de Planck para un cuerpo negro perfecto. Las anisotropías de temperatura reflejan las fluctuaciones cuánticas iniciales de densidad, amplificadas por la inflación. Las oscilaciones acústicas en el plasma de fotones y bariones generan picos característicos en el espectro angular de potencias, a partir de los cuales se determinan los parámetros cosmológicos (densidad de materia bariónica y oscura, constante de Hubble y otros). Estos procesos se describen mediante las ecuaciones de Friedman y la física de termodinámica fuera del equilibrio.

Open problems & fun facts

Anomalías en las fluctuaciones a gran escala: 'eje del mal', alineación del cuadrupolo y octupolo.; Tensión en las mediciones de la constante de Hubble (diferencia entre los datos de Planck y las mediciones locales).; Naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, que afectan al espectro de anisotropías.; Necesidad de confirmar directamente la inflación mediante la búsqueda del modo B de polarización.

💡 El fondo cósmico de microondas es casi igual en todas direcciones (la diferencia es de millonésimas de grado). Pero esas diminutas fluctuaciones de temperatura son las semillas de las que surgieron todas las estrellas y galaxias.