En las últimas décadas la cosmología ha sufrido una transformación completa. Un gran número de observaciones independientes nos ha permitido establecer un modelo robusto y fascinante acerca del origen, la composición y la estructura del universo. Todas las grandes estructuras que observamos en el cosmos provienen de pequeñas fluctuaciones cuánticas, generadas apenas una fracción de segundo después del Big Bang, hace unos 13800 millones de años. En gran medida, estos resultados son posibles gracias a las observaciones detalladas del fondo cósmico de microondas, una radiación fósil del pasado remoto del universo que constituye una de las herramientas más poderosas de la cosmología moderna.
RADIACIÓN DE FONDO DE MICROONDAS
La radiación de fondo de microondas es una forma de radiación electromagnética descubierta en 1965 que llena el universo por completo. También se denomina radiación cósmica de microondas, radiación cósmica de fondo o radiación del fondo cósmico. Tiene características de radiación de cuerpo negro a una temperatura de 2,725 K y su frecuencia pertenece al rango de las microondas con una frecuencia de 160,2 GHz, correspondiéndose con una longitud de onda de 1,9 mm. Esta radiación es una de las pruebas principales del modelo cosmológico del Big Bang.
Esta radiación es una predicción del modelo del Big Bang, ya que según este modelo, el universo primigenio era un plasma compuesto principalmente por electrones, fotones y bariones (protones y neutrones). Los fotones estaban constantemente interactuando con el plasma mediante la dispersión de Thomson. Los electrones no se podían unir a los protones y otros núcleos atómicos para formar átomos porque la energía media de dicho plasma era muy alta, por lo que los electrones interactuaban constantemente con los fotones mediante el proceso conocido como dispersión Compton. A medida que el universo se fue expandiendo, el enfriamiento adiabático (del que el corrimiento al rojo cosmológico es un síntoma actual) causó que el plasma se enfriara hasta que fue posible que los electrones se combinaran con los protones y formaran átomos de hidrógeno. Esto ocurrió cuando este alcanzó los 3000 K, unos 380 000 años después del Big Bang. A partir de ese momento, los fotones pudieron viajar libremente a través del espacio sin rozar (sin llegar a unirse) con los electrones dispersos. Este fenómeno es conocido como era de la recombinación; la radiación de fondo de microondas es precisamente el resultado de ese periodo. Al irse expandiendo el universo, esta radiación también fue disminuyendo su temperatura, lo cual explica por qué hoy en día es solo de unos 2,7 K. La radiación de fondo es el ruido que hace el universo. Los fotones han continuado enfriándose desde entonces, actualmente han caído a 2,725 K y su temperatura continuará cayendo según se expanda el universo. De la misma manera, la radiación del cielo que medimos viene de una superficie esférica, llamada superficie de la última dispersión, en la que los fotones que se descompusieron en la interacción con materia en el universo primigenio, hace 13 700 millones de años, están observándose actualmente en la Tierra. El Big Bang sugiere que el fondo de radiación cósmico rellena todo el espacio observable y que gran parte de la radiación en el universo está en el CMB, que tiene una fracción de aproximadamente 5·10-5 de la densidad total del universo.
MÁS INFORMACIÓN
- Libro: ¿Por qué hay algo en lugar de nada? El porqué de un universo de materia sobre un fondo de radiación. Un paseo por el cosmos
- Libro: El agua en el cosmos. La matriz de la vida. Un paseo por el cosmos
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Autor(es): José Alberto Rubiño Martín es investigado titular en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)
Editorial: RBA
Páginas: 156
Tamaño: 16 x 23,5 cm
