Las infladas ondas del big bang

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 19 de marzo  de 2014

La expansión del universo,
comenzando por el big bang
seguido del periodo de inflación

En un episodio de la serie satírica Padre de Familia (Family Guy) aparece una versión de Cosmos “adaptada para rednecks” (la derecha rústica estadounidense): cada vez que Carl Sagan menciona el big bang (“la explosión que dio origen al cosmos”), se le superpone una voz que dice “¡Dioooos!” (la burla ya circula, en versión actualizada con Neil DeGrasse Tyson, en YouTube).

Y es que, a primera vista, la hipótesis de un creador todopoderoso que hizo el universo en seis días (al séptimo descansó) parece tan buena, o tan descabellada, como la de una “gran explosión” que, a partir de la nada, dio origen al espacio, el tiempo, la energía y la materia. (Los creyentes religiosos se aferran a este argumento para sostener, un tanto desesperadamente, que la creación divina sigue siendo una hipótesis tan válida como el big bang.)

Pero sólo a primera vista: examinándolas más de cerca hay grandes diferencias entre ambas versiones. Una es de carácter lógico: ¿qué es más sencillo, postular la existencia de un dios creador que surgió él mismo a partir de la nada (o bien, que ha existido por siempre), o ahorrarnos un paso y aceptar la creación de todo a partir de esa “singularidad” que llamamos big bang? Como explica Richard Dawkins en su esclarecedor libro El espejismo de Dios, la primera opción requiere creer en algo mucho más complejo e improbable: una deidad todopoderosa y eterna. Recurriendo a la “navaja de Occam”, principio que aconseja, en igualdad de circunstancias, preferir la explicación más sencilla, la hipótesis divina sale perdiendo.

Pero, en segundo lugar, y más importante, del big bang sí tenemos evidencia. La primera fue la observación, por Edwin Hubble en 1922, de que el universo se está expandiendo. Extrapolando de estos datos, en algún momento todo el universo debió estar en un punto, antes de “explotar” y comenzar a expandirse: el big bang. Luego, en 1964, Arno Penzias y Robert Wilson, usando un rudimentario radiotelescopio, detectaron la “radiación de fondo”, extendida por todo el universo, que es la huella fósil del big bang (tal como había sido predicho teóricamente en 1948 por Ralph Alpher y Robert Herman). Hoy las pruebas de la existencia del big bang son ya irrebatibles.

La gráfica de polarización,
mostrando los "torbellinos"
causados por las
ondas gravitacionales

¿Cuál es la importancia, entonces, del hallazgo reportado el lunes pasado en Milenio –y en toda la prensa mundial–, acerca de la detección de “las ondas de gravedad que recorrieron el espacio justo después del big bang”? Bueno: que confirman una teoría más detallada del origen del universo: la de que en la primera milquintillonésima de segundo después de la gran explosión inicial, el universo entró en un aceleradísimo proceso de expansión, conocido como “inflación”, que lo hizo aumentar de tamaño un trillón de veces en un instante.

La idea de la inflación, propuesta por Alan Guth en 1979, era sólo teórica… hasta ahora. De hecho, hay un centenar de variaciones de ella; los datos obtenidos por el equipo de astrofísicos del proyecto BICEP2 (por las siglas en inglés de “visualización de [radiación de] fondo de polarización cósmica extragaláctica”), encabezado por John Kovac, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica, en Cambridge, Massachusetts, permitirán desechar muchas de ellas, para concentrarse en las que se ajustan mejor a los nuevos datos.

Van Gogh: Noche estrellada

Lo que Kovac y su equipo hicieron fue detectar las “ondas de choque” que el proceso de inflación causó en la radiación de fondo del big bang: una especie de huella digital que permite estudiar qué pasó en esos primeros instantes del universo. Su estudio se basa en el descubrimiento de que la radiación de fondo está polarizada: vibra en una dirección, no en todas. Las ondas gravitacionales producidas por la inflación habrían alterado la dirección de esta vibración. Tras tres años de observación del cosmos con detectores especiales ubicados en el polo sur, y uno año extra de análisis para confirmar sus resultados, el equipo de Kovac presentó el lunes sus resultados, que se aprecian como unos bellos remolinos en la dirección de la polarización del fondo celestial de radiación cósmica. Van Gogh habría estado encantado.

Las implicaciones del descubrimiento para la cosmología –si se confirma: aún no es definitivo, pero pronto se tendrán más datos de otros proyectos de observación– son tremendas: se podrá avanzar en el desarrollo de teorías sobre la naturaleza del espaciotiempo y su origen. E, incluso, puesto que el big bang es predicho por la teoría de la relatividad, pero la inflación fue predicha por la mecánica cuántica, el descubrimiento de Kovac y su equipo podría acercarnos a la deseada unificación de éstas, las dos principales teorías de la física: sabemos que ambas son correctas, pero por alguna razón se han rehusado a combinarse en una gran “teoría de todo”.

Así que, religión aparte, ¡salud por las ondas de gravedad y el big bang inflacionario!

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Contacto: mbonfil@unam.mx

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