EL COSMOS ¿PLANO O CURVADO?

El Universo podría ser curvo en lugar de plano

Las fluctuaciones de temperatura en el CMB varían más en un lado del cielo (el derecho en esta proyección) que en el otro, un signo de que el espacio puede ser curvo. Crédito: Colaboración Planck.

Vivimos en un universo asimétrico: Esta había sido la lección que los cosmólogos habían aprendido al examinar la detallada estructura de la radiación remanente del Big Bang. Ahora, dos cosmólogos demuestran que los datos son consistentes con un universo ligeramente curvado, de manera similar a una silla de montar. Si su modelo es correcto, contradiría la arraigada creencia de que el cosmos es plano.

A gran escala, la precisión de las mediciones del fondo cósmico de microondas (CMB) de la misión Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) de la NASA proporcionó los primeros indicios de una asimetría en 2004. Algunos expertos se preguntaron si el resultado era un error sistemático que podría ser corregido cuando la sucesora de la sonda, la nave Planck de la ESA, mapeara el CMB nuevamente con una precisión mayor. Pero los resultados de Planck, anunciados a comienzos de este año, confirmaron la anomalía.

Para explicar estos resultados, Andrew Liddle y Marina Cortês, de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, han propuesto un modelo de inflación cósmica; un periodo hipotético de expansión rápida justo después del Big Bang en que el Universo creció varios órdenes de magnitud en una pequeña fracción de segundo.

La teoría más simple de la inflación sostiene que el Universo es plano y que su expansión es impulsada por un único campo cuántico llamado “inflatón”. En este modelo, el inflatón cumple dos roles: desencadena la hiperexpansión y genera diminutas fluctuaciones de densidad que aumentaron hasta convertirse en las semillas de las galaxias.

Pero esta versión de la inflación no puede dar cuenta de la asimetría del Universo, excepto como una fluctuación estadística; similar a que, por ejemplo, al lanzar una moneda más de mil veces se obtenga muchas más caras que cruces. Si las anomalías del CMB no son fluctuaciones, podrían ofrecer una ventana sin precedentes a la detallada estructura del universo temprano, dice Liddle.

En su paper, publicado la semana pasada en Physical Review Letters, Liddle y Cortês juegan con la inflación. Como muchos otros teóricos antes de ellos, evocan un segundo campo cuántico –el “curvatón”- para generar las fluctuaciones de densidad primordiales en el Universo joven, restringiendo el inflatón solo a impulsar la era de la hiperexpansión.

Los investigadores demuestran que el campo curvatón generaría la asimetría en las fluctuaciones de la densidad que han sido observadas si el espacio tuviese una curvatura ligeramente negativa a gran escala. Esto significa que si pudiéramos ‘dibujar’ un triángulo en el espacio, sus ángulos internos sumarían menos de 180 grados. (En un Universo plano, los ángulos sumarían exactamente 180 grados, y en uno curvado positivamente sumarían más de 180 grados.)

En el escenario de Liddle y Cortês, la asimetría del CMB se derivaría a partir de una falta de uniformidad en la escala muy grande del Universo dentro del campo curvatón. En 2008, Erickcek y sus colegas propusieron un mecanismo similar. Este modelo, sin embargo, no evocaba un Universo curvado negativamente.

Aunque numerosas observaciones indican que el cosmos es, de hecho, plano, las desviaciones en los datos del CMB predichas por el último modelo –que los autores reconocen que aún es especulativo- podrían ser lo suficientemente pequeñas para encajar dentro de los límites impuestos por las mediciones del satélite Planck, dice Liddle. Futuros experimentos con mediciones de mayor precisión podrían determinar quién tiene la razón.

Fuente: Nature

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