WMAP+ACT+SPT confirman el modelo cosmológico ΛCDM con inflación a la espera de los datos de Planck

Dibujo20130213 WMAP9 temperature data and ACT and SPT CMB lensed bandpowers marginalized over secondary emissions

Se acaba de publicar el mejor ajuste de los parámetros cosmológicos del modelo ΛCDM a partir de los datos de WMAP9 + ACT+ SPT. El índice espectral escalar ns = 0,9690 ± 0,0089 es menor que la unidad en 3,5 σ, consistente con los modelos más sencillos de inflación cósmica. El número efectivo de partículas relativistas es Neff = 3,28 ± 0,40, compatible con las tres especies de neutrinos ligeros del modelo estándar y descartando la existencia de cinco especies; habrá que esperar a los resultados del satélite Planck de la ESA para poder confirmar de forma definitiva que no hay ningún neutrino estéril. WMAP9 corresponde a los 9 años de observación de todo el fondo cósmico de microondas del satélite Wilkinson MAP de la NASA. ACT y SPT corresponden al Atacama Cosmology Telescope y al South Pole Telescope, resp., que observan con gran resolución una pequeña región del CMB. Estos datos pre-Planck durarán poco, pero apuntan a la confirmación del modelo ΛCDM (big bang con inflación cósmica, materia oscura fría y energía oscura). El artículo técnico es Erminia Calabrese et al., “Cosmological Parameters from Pre-Planck CMB Measurements,” arXiv:1302.1841, 12 Feb 2013.

Dibujo20130213 Marginalized distribution of Neff for different data combinations showing consistency with three neutrino species

12 Comentarios

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hicsuntdraconishicsuntdraconis

Pues parece que se afianza el esquema de la etapa inflacionaria inicial. La idea de Alan Guth siempre me pareció algo ad hoc, pero ese $latex 3.5 sigma$ es más que convincente. Es curioso comprobar cómo los científicos van avanzando en frentes que parecían destinados a permanecer en el limbo de las dudas. El encaje de las curvas me recuerda al que en su día (1992?) presentó el COBE.

emulenewsemulenews

Hicsuntdraconis, ¿a qué te refieres con el encaje de las curvas? COBE no estimó Neff ni tampoco ns.

COBE fue lanzado en 1989 por la NASA y publicó sus primeros resultados en 1990. La misión finalizó en 1994 y en el transcurso se publicaron resultados varias veces. COBE cofirmó que el CMB tiene el espectro de un cuerpo negro y demostró que existen anisotropías (como predicen los modelos cosmológicos), pero sólo observó el primer pico del espectro de potencia del CMB (que no aparece en la figura que abre esta entrada). Puedes consultar “Summary of Results from COBE” (1999) o “Cosmic Temperature Fluctuations from Two Years of COBE DMR Observations” (1994).

hicsuntdraconishicsuntdraconis

Tienes razón, entonces se medía la diferencia con la curva teórica del cuerpo negro de la radiación de fondo cósmico. Lo decía en el aspecto puramente formal; como no estoy acostumbrado a este tipo de gráficas, me vino a la memoria que el ajuste se hizo también entonces mostrando las tolerancias mediante segmentos, y a eso me refería. Gracias por la advertencia, de todos modos. Fue un arrebato poético.

ArtemioArtemio

hicsuntdraconis, estoy a punto de terminar la lectura del capítulo de la entropía del libro de Greene que me recomendaste. Ya te daré mi opinión. Sobre la controvertida hipótesis gran-explosiva algunos físicos entienden, siguiendo a Hoyle, que nada sabemos de las galaxias, cúmulos de galaxias y otros objetos cósmicos que están más allá de nuestros aparatos detectores, que es lo mismo que decir que están más allá del espacio y el tiempo de un observador terrestre. Como la hipótesis del big bang se basa en retroceder toda la materia y la radiación conocidas hasta una nube de gas y plasma muy densa (tan densa que se hace infinita), ¿qué ocurre con la materia y radiación que no ha sido detectada, como encaja en la hipótesis gran-explosiva? El big bang parece un horizonte en fuga permanente que hace que la hipótesis que lo sustenta muestre grietas.

MarinaMarina

Esto ya es grandioso, es para lo que no hay palabras para expresar el grado más alto de lo que uno puede experimentar.
Como no soy física el paso dos es preguntarme y por qué, aunque supongo que esta pregunta está fuera de lugar y más junto a esta noticia y conquista del conocimiento de la humanidad.
Y me invento esta especulación partiendo de la re de Einstein que también tiene esta otra lectura a veces olvidada:
El espacio y el tiempo cambián sus características o propiedades en presencia de de la masa y de la energía.
Pues bien, el espacio se deforma se curva hasta retorcerse en espiral en presencia de la masa, como es el máximo exponente en los agujeros negros, en espiral viajan los protones que hacen chocar en el LHC, pero ahora a la luz con los nuevos datos puedo empezarme a formular la cuestión de que el espacio en presencia de energía se despliega, fluye. emana de sí mismo, pero en presencia de qué energía, de toda energía, del vacío, oscura, o de que juego de energía para esa tendencia o suma -no domino bien, disculpas- de cero positivo.

Carlos Reyes

Oooooohhhhhh!, algunas de estas interroganteslas he tenidos en mi mente, ¿que pasa en el espacio donde todavìa no llega los efectos del Big Bang?

emulenewsemulenews

Carlos, la pregunta no tiene sentido, el big bang afecta a todos los puntos del espacio por igual. Supongo que te refieres a qué pasa más allá del horizonte del universo (el universo observable o visible desde la Tierra, una esfera centrada en la Tierra con un radio de unos 46.500 millones de años luz debido a la expansión cósmica). Para el CMB no tiene “efecto” este horizonte pues sus fotones se han movido en el universo en expansión y pueden alcanzar la Tierra sin problemas.

ArtemioArtemio

Francis, ¿cómo obtienes esa cifra de 45.000 millones de años-luz, incluyes (o sumas) la materia oscura en ese radio de expansión? Y si es así, ¿cómo se demuestra que la materia oscura surgió de la gran explosión? O dicho de otra manera, ¿no es más prudente conjeturar que lo que se conoce como big bang es sólo un trozo de la pizza universal en vez de la pizza entera?

emulenewsemulenews

Artemio, la cifra se calcula usando un modelo cosmológico estándar en teoría general de la relatividad y tiene en cuenta que el espaciotiempo está en expansión. El cálculo es muy sencillo e indica que el universo tiene un tamaño cercano a 100.000 millones de años-luz. La energía oscura influye poco (pues su efecto es reciente) y la materia oscura no influye de manera directa (salvo para que la densidad de materia-energía del universo sea la crítica).

La conjetura que propones equivale a rechazar un siglo de física (teórica y experimental). La prudencia (navaja de Ockham) exige aceptar estos hechos, mientras no haya una explicación alternativa para todos los hechos experimentales acumulados.

ArtemioArtemio

Sigo sin entenderlo. Cuando nos referimos a millones de años luz aludimos a objetos materiales que emiten luz en el universo. Salvo error u omisión el límite está en torno a los 14.000 millones de años luz, por eso te pregunté por esa cifra de 45.000 millones de años luz. Pero ahora extiendes el tamaño del universo a 100.000 millones de años luz sin tener en cuenta la materia oscura. ¿Qué tiene que ver la navaja de Ockham en este asunto?

emulenewsemulenews

No, Artemio, años luz es una unidad de medida para longitudes/distancias, como el metro o el kilómetro, no tiene nada que ver con que haya objetos que emitan luz.

ArtemioArtemio

Francis, no me quiero enredar en un debate lingüístico sobre unidades de medida, longitudes y distancias, objetos lumínicos y objetos oscuros. El hecho simple y evidente es que para determinar la distancia de un objeto cósmico lejano respecto del observador terrestre se calcula la magnitud de su brillo o luminosidad, por eso se alude al año-luz. Entonces, acrecentar el tamaño del universo a 45.000 o 100.000 millones de años luz cuando el límite de años luz se halla en el entorno de 14.000 millones de años me resulta, como mínimo, sorprendente. Más asombroso aún cuando no se tiene en cuenta la materia oscura que podría justificar el incremento. La navaja de Ockham hay que aplicarla cuando dos conjeturas axiomáticas rivalizan, pero en esta cuestión no hay ni siquiera conjeturas sino una serie de datos que no van más allá de la isotropía térmica del CMB, poca alforja para tan largo viaje.

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