La NASA estudiará los primeros instantes del Universo

CLASS y PIPER buscarán la señal de polarización, indicio de que la inflación sucedió, y probar así la "teoría inflacionaria" del origen del Universo.
Nuevas y sofisticadas tecnologías creadas por la NASA y científicos universitarios están permitiéndoles construir un instrumento diseñado para estudiar los primeros momentos de existencia del Universo.
El ex-científico de la NASA Chuck Bennett, ahora un astrofísico en la Universidad Johns Hopkins (JHU) en Baltimore, Maryland obtuvo una beca de 5 millones de dólares de la Fundación Nacional de Ciencia para construir un nuevo instrumento terrestre, el Rastreador Cosmológico a Escala de Gran Angular (Cosmology Large Angular Scale Surveyor, CLASS). Bennett está construyendo CLASS con sus colaboradores en el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland.
Goddard proveerá la mayoría de los sofisticados detectores del instrumento y otras tecnologías de última generación que permitirán a los científicos probar la "teoría inflacionaria" del origen del Universo.
Considerada como una idea asombrosa hace sólo 30 años, la teoría de la inflación postula que el Universo se expandió mucho más rápido que la velocidad de la luz y creció exponencialmente casi instantáneamente después del Big Bang, el momento en que el Universo comenzó a existir hace 13.700 millones de años.
En particular, el telescopio buscará un patrón de polarización único en el fondo cósmico de microondas, que es la luz remanente del primer momento de la creación del Universo y que impregna el cielo en todas las direcciones. Debido al tamaño y a la expansión del Universo, los científicos pueden estudiar esta antigua luz sólo si sus instrumentos son sensibles a las frecuencias de las microondas.
Si el crecimiento cósmico de la inflación sucedió realmente, los científicos dicen que el evento pudo haber creado ondas gravitatorias, es decir, ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo. La teoría también predice que estas ondas gravitatorias habrían producido un patrón de polarización determinado en el fondo cósmico de microondas. El telescopio, por lo tanto, buscará este patrón.
"Milagrosamente, está dentro de nuestra capacidad el estudiar los primeros momentos del Universo y aprender lo que sucedió entonces", dijo Bennett.
El equipo de CLASS, que también incluye otras instituciones asociadas, completará el instrumento en 2014, dotándolo con detectores sensibles a las microondas. Posteriormente, el equipo enviará el instrumento al desierto de Atacama en el norte de Chile, donde observará grandes extensiones del cielo en la región de microondas, en busca de la señal de polarización.
Aunque los científicos tienen todavía que encontrar el patrón de polarización, han descubierto pistas tentadoras de que la inflación, de hecho, sucedió. Resultados científicos del Explorador del Fondo Cósmico (COsmic Background Explorer, COBE) desarrollado por el centro Goddard encontró pequeñas diferencias de temperatura en el fondo de radiación cósmica. Estas diferencias oscilan en torno a una parte en cien mil de un grado y apuntan a diferencias de densidad que dieron lugar a las estrellas y galaxias que observamos hoy.
El sucesor de COBE, el instrumento de Estudio de Anisotropía de Microondas Wilkinson (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, WMAP) liderado por Goddard, examinó las pequeñas diferencias en temperatura con más detalle y descubrió nuevas evidencias de la inflación. Entre otras cosas, WMAP mostró que la geometría del Universo es aproximadamente plana, una dimensión física atribuible a la inflación. Sin embargo, otras teorías explican también esta dinámica. Lo que la comunidad científica necesita es una prueba definitiva de las ondas gravitatorias primordiales, que sólo podrían haber sido producidas por la inflación.
CLASS no es el único esfuerzo dirigido a encontrar la misma evidencia. Otro equipo de Goddard está construyendo un instrumento para ser lanzado en globo, llamado Explorador de Polarización de Inflación Primordial (Primordial Inflation Polarization ExploreR, PIPER) que el investigador principal Al Kogut espera que sea lanzado en 2012. "CLASS y PIPER son compañeros perfectos", dice el científico de Goddard Ed Wollack, que participa en el proyecto CLASS. "Comparten mucha tecnología mientras abarcan un amplio rango de frecuencias. Harán gran ciencia mientras muestran tecnología para misiones espaciales".
Aunque ambos -CLASS y PIPER- están buscando la misma señal de polarización, usarán para ello diferentes tecnologías para estudiar diferentes frecuencias de microondas. Ambas tecnologías de detección se desarrollaron en Goddard.
"Mientras más frecuencias estudies, mejores serán tus posibilidades de detectar la señal de la inflación", dice David Chuss, un científico de Goddard que trabaja en CLASS.
El objetivo final del equipo Goddard-JHU es afianzar sus destrezas con CLASS y PIPER y ganar su posible continuidad en un observatorio espacial que estudiaría el fondo cósmico de microondas con mayor precisión. "Lo que estamos haciendo es lo que necesitamos para ser competitivos de cara a un observatorio espacial si la NASA decide lanzar uno", dijo Chuss.
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