Una cámara de vacío ultrafría realizó una simulación del universo primitivo y descubrió algunos hallazgos interesantes sobre cómo se veía el entorno poco después del Big Bang.
Específicamente, los átomos se agruparon en patrones similares al fondo cósmico de microondas, que se cree que es el eco de la intensa explosión que formó el comienzo del universo. Los científicos han mapeado el CMB a una resolución progresivamente más alta usando varios telescopios, pero este experimento es el primero de su tipo en mostrar cómo evolucionó la estructura al principio de los tiempos tal como la entendemos.
La teoría del Big Bang (que no debe confundirse con el popular programa de televisión) tiene la intención de describir la evolución del universo. Si bien muchos expertos dicen que muestra cómo el universo vino "de la nada", el modelo cosmológico de concordancia que describe la teoría no dice nada acerca de dónde vino el universo. En cambio, se enfoca en aplicar dos grandes modelos de física (relatividad general y el modelo estándar de física de partículas). Lea más sobre el Big Bang aquí.
CMB es, más simplemente, radiación electromagnética que llena el Universo. Los científicos creen que muestra el eco de una época en que el Universo era mucho más pequeño, más caliente y más denso, y estaba lleno hasta el borde con plasma de hidrógeno. El plasma y la radiación que lo rodeaba se enfriaron gradualmente a medida que el Universo creció. (Más información sobre el CMB está aquí.) En un momento, el brillo del plasma era tan denso que el Universo era opaco, pero la transparencia aumentaba a medida que se formaban átomos estables. Pero las sobras todavía son visibles en el rango de microondas.
La nueva investigación utilizó átomos de cesio ultrafríos en una cámara de vacío de la Universidad de Chicago. Cuando el equipo enfrió estos átomos a una billonésima parte de un grado por encima del cero absoluto (que es -459.67 grados Fahrenheit, o -273.15 grados Celsius), las estructuras que vieron parecían muy similares al CMB.
Al apagar los 10,000 átomos en el experimento para controlar qué tan fuertemente interactúan los átomos entre sí, fueron capaces de generar un fenómeno que, en términos generales, es similar a cómo se mueven las ondas de sonido en el aire.
"A esta temperatura ultrafría, los átomos se excitan colectivamente", afirmó Cheng Chin, investigador de física de la Universidad de Chicago que participó en la investigación. Este fenómeno fue descrito por primera vez por el físico ruso Andrei Sakharov, y se conoce como oscilaciones acústicas de Sakharov.
Entonces, ¿por qué es importante el experimento? Nos permite seguir más de cerca lo que sucedió después del Big Bang.
El CMB es simplemente un momento congelado y no está evolucionando, lo que requiere que los investigadores profundicen en el laboratorio para descubrir qué está sucediendo.
"En nuestra simulación, podemos monitorear toda la evolución de las oscilaciones de Sakharov", dijo Chen-Lung Hung, quien dirigió la investigación, obtuvo su Ph.D. en 2011 en la Universidad de Chicago, y ahora está en el Instituto de Tecnología de California.
Tanto Hung como Chin planean trabajar más con los átomos ultrafríos. Las futuras direcciones de investigación podrían incluir cosas como cómo funcionan los agujeros negros o cómo se formaron las galaxias.
Puede leer la investigación publicada en línea en CienciasEl sitio web de s.
Fuente: Universidad de Chicago.
