El origen del Universo tiene premio
La teoría de la gravedad de Einstein revolucionó la ciencia y la filosofía de su tiempo y aún hoy presenta retos que parecen insalvables. ¿Puede la gravedad tener efectos cuánticos? Y si es así, ¿qué experimentos o en qué circunstancias podríamos ver dichos efectos? Iván Agulló, un joven investigador español, acaba de recibir un prestigioso galardón internacional por proponer un método para determinar el estado cuántico del Universo antes del big bang.
De igual manera que España no había ganado nunca un mundial de fútbol, nunca antes un científico español había obtenido el primer premio de la Gravity Research Foundation (GRF) por un trabajo sobre la teoría de la gravedad. Mediante estos premios, la GRF ha estimulado la investigación en diversos aspectos de la gravitación desde hace más de 50 años. Así, por ejemplo, en 1971 el conocidísimo Stephen Hawking obtuvo el primer premio por un trabajo sobre agujeros negros. En 1993 el ganador fue George Smoot, premio Nobel de Física en 2006, por un trabajo sobre las fluctuaciones de temperatura en el fondo de radiación cósmica. Este año el honor ha sido para Iván Agulló, doctorado en la Universidad de Valencia y actualmente en Penn State (EEUU), por un trabajo escrito junto con Leonard Parker sobre creación estimulada de partículas cuánticas en el universo primitivo.
La teoría de la gran explosión ("big bang" en inglés) explica con gran precisión muchas de las propiedades del universo a gran escala. Sin embargo, no da explicación a cuestiones tan óbvias como "¿por qué estamos aquí?", "¿por qué hay galaxias, estrellas y planetas?" o "¿por qué la temperatura de la radiación del fondo de microondas no es exactamente la misma en todas direcciones?" (bueno, esta última pregunta puede que no sea óbvia pero, en el fondo, es equivalente a las otras dos).
Para los que no estéis muy puestos en estos temas, el fondo cósmico de microondas es una radiación que nos llega desde todas las direcciones del cielo con una temperatura approximada de 2.73 grados Kelvin (-270.42 grados centígrados). Esta radiación es una luz fósil que se emitió cuando el universo tenía unos 300.000 años de vida y que ha pasado de ser luz visible a radiación de microondas debido a la expansión del universo.
Para resolver esas cuestiones y otras, al universo que resulta del big bang se le añade una fase previa que se conoce como "inflación cosmológica". Durante esta fase el universo sufrió una expansión ultrarrápida debido a la energía de vacío asociada a un campo de materia llamado "inflatón". Se piensa que el inflatón tenía las mismas propiedades en todas partes salvo pequeñas fluctuaciones debidas a efectos cuánticos. La rápida expansión del universo hizo que esas fluctuaciones se amplificaran dando lugar a irregularidades en la distribución de energía. Como resultado, cuando el inflatón se desintegró dando lugar a la materia y la radiación típicas del big bang, las irregularidades iniciales se transfirieron a la materia ordinaria. Esas irregularidades son hoy visibles en las variaciones de temperatura del fondo cósmico de microondas y son las responsables de que existan las galaxias, las estrellas, y hasta nosotros mismos.
El trabajo de Iván y de Parker hace incapié en el hecho de que haciendo medidas específicas de la distribución de temperaturas del fondo cósmico de microondas se puede extraer información relevante sobre el estado cuántico del inflatón durante los primeros instantes de vida de nuestro universo, antes incluso del big bang. En particular, estudiando las propiedades estadísticas de esas temperaturas sería posible determinar si el inflatón estaba en un estado cuántico puro o en un estado mezcla.
Antes de despedirme, me gustaría mencionar que Leonard Parker estuvo por primera vez en España el pasado mes de Febrero, cuando participó en la conferencia Iberian Strings 2011 celebrada en Valencia. Iván Agulló estará en Madrid la semana del 23 al 28 de Mayo para participar en la conferencia Loops'11, en la que investigadores de todo el mundo se reunirán para discutir algunos de los últimos avances sobre la cuantización de la gravedad y otros temas relacionados.
Y aquí os pongo una foto el año pasado en la que sale Iván (camiseta naranja), Leonard Parker (camisa azul) y un servidor (camisa negra). Me consta que en esa época ya estaban trabajando en este tema.
Publicado el 14 de mayo de 2011 a las 01:00.
