Todavía no se sabe si toda la señal defectada por el telescopio BICEP 2 es polvo, pero lo relevante para la investigación es que BICEP 2 ha publicado un parámetro de R=0,2 que es un valor muy amplio pero que hasta el momento a generado muchas dudas. Pero si se confirma que este parámetro es distinto de 0 sin lugar a dudas, se concederá un premio nobel para la teoría de la inflación cósmica.
El fondo cósmico de microondas esta constituido por fotónes que han recorrido el universo durante unos 13.400 millones de años, que surgieron cuando se formaron los primeros átomos; mas o menos cuando el universo tenía una edad aproximada de 380.000 años. Estos fotones son el resultado de la ultima interacción, están marcados en su energía y polarización con la ultima interacción que tuvieron con los electrones que surgieron del plasma primordial. Este tipo de interacción es del tipo de dispersion de Thomson en la que existe una polarizacion de fotones. Esta es una magnitud fìsica que se caracteriza por 4 parámetros, que se denominan parámetros de Stokes.
Donde i= intensidad de la luz; Q y U la polarización lineal y v la polarización circular. La polarización de Thomson solamente puede polarizar linealmente los fotones junto con todas las anisotropias térmicas del plasma primordial que son del tipo cuadripolar, es decir, regiones, calientes-frias, frias-calientes, etc . Como los electrones se mueven de las zonas calientes a las frías, los electrones se mueven paralelos al plano y esto hace que se polaricen linealmente los fotones que se emiten desde alli, tal y como se ve en la siguiente figura.
El mapa de polarización, es un mapa de vectores de dos componentes: Q y U. Lo interesante aqui es aplicar el calculo vectorial y el teorema de descomposición de Helmholtz y separar los dos componentes del vector. Uno de divergencia (los modos B) y otro Rotacional (los modos E). Esta descomposión se torna aquí interesante porque las anisotropias cuadripolares termicas en el fondo cosmico de microondas, tienen su origen en las fluctuaciones cuanticas primordiales que fueron amplificadas por la inflación cósmica. Estas fluctuaciones son de 3 tipos : escalares, vectoriales y tensoriales. Las escalares pueden producir modos E; las vectoriales y tensoriales modo B y E; pero la inflación cósmica suprime las fluctuaciones vectoriales, por lo que los modos B son una señal muy distintiva de las fluctuaciones tensoriales, que son las debidas a las ondas gravitacionales primordiales. Con los modos B de la polarizaciòn del fondo cosmico de microndas se pueden observar el universo cuando tenía una edad mas pequeña que el tiempo de planck, es decir. T= -43 segundos.
Pero entre los fotones del fondo cósmico de microondas y los telescopios que se usan, existen perturbaciones, como por ejemplo cúmulos galácticos, polvo,etc, pero como la materia gravita y ejerce interacción con otros cuerpos, hace de lente que convierte los modos E en B que son espurios, estos fueron observados por el telescopio del Polo sur en 2013 y por POLAR BEAR a inicios de este año.
Lo que ha observado BICEP 2 es una señal muy intensa de modos B en el fondo cosmico de microondas el parametro que caracteriza esta señal es de R= 0.20, que es el cociente entre la cantidad de energía que produjo ondas gravitaciones desde el plasma primordial y la cantidad de energía que produjo materia y radiación, este valor del 20% es el que genera ondas gravitacionales. No habia modelos teoricos que predijeran un valor tan enorme, esto es lo que ha generado entre la comunidad cientifica muchas inquietudes porque se esperaba un valor mucho mas tenue, un valor mas pequeño cercano al 5% ó 0.05.
¿Que pueden ser estos modos B?. Una posibilidad que surgio hasta hace muy poco es que sean solo polvo, ya que la misma galaxia de la via lactea, esta rodeada de polvo y se ha visto sometida a efectos de interacción con otras galaxias, lo cual ha implicado que alrededor de ella exista un halo de estrellas que giran, pero que no vemos. El paso interaccional de estas estrellas calientan el polvo, lo cual implica que emita radiación polarizada. Este polvo esta formado por minusculos granulos de forma esferica y alargada que producen radiación termica polarizada que deben estar alineados por los campos magnéticos de la galaxia. Pero que deben responder a composiciones de silicatos submilimetricos con incrustaciones ferromagneticas.
El telescopio espacial PLANCK, que esta observando la polarización del fondo cósmico de microondas publico en mayo un mapa de la polarización a 353GHz. El polvo segun PLANCK esta a 20 Kelvin, una temperatura muy baja, emiten una radiación térmica a unos 2000GHz. La señal de BICEP2 esta a 150 Ghz, pero el espectro tiene una cola que llega hasta los 150ghz. Pero como la señal de modos B es muy débil, esa cola puede aparentar una señal de polvo cosmico. Los datos de PLANCK muestran que la zona observada por BICEP2 no aparecen datos, porque existe mucho ruido. Este ruido obliga a concluir que la señal detectada por BICEP sea hasta el momento solo polvo. Debemos esperar hasta que los equipos analizan conjuntamente los datos y puedan evidenciar a que corresponden los datos.
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