Francis en @Buhardilla: Inflación cósmica, modos B y BICEP2

Dibujo20140423 looking out in space and back in time - space com

El plato de día del Programa 96 de La Buhardilla 2.0 ha sido una entrevista que me han hecho sobre ” Inflación cósmica, modos B y BICEP2″. Sigue este enlace para escuchar el Podcast (mi intervención aparece en el minuto 32:00, pero seguro que disfrutarás del humor del resto del programa). Espero que te guste.

Por cierto, el podcast La Buhardilla ha recibido gran número de premios, como el Bitácoras al Mejor Podcast 2013 y el Podcasting al Mejor Podcast de Ciencia 2013. Seguro que disfrutarás mucho si les sigue semanalmente.

Por cierto, cometo tres errores en el podcast que debo aclarar para que los puristas no me tiren de las orejas. En el directo me bailaron algunas unidades y cifras que debo aclarar.

Por un lado, digo que el fondo cósmico de microondas se produjo cuando el universo tenía unos 3300 Kelvin de temperatura, pero en realidad son unos 3000 Kelvin (o sea, unos 3300 ºC).

Por otro lado, cometo un error más grave cuando digo que BICEP2 ha observado una señal de modos B con 70 GHz y estudia el rango entre 40 y 200 GHz; esto es falso, BICEP2 observa el cielo a única frecuencia de 150 GHz. Los números que he indicado corresponden a multipolos (o a la amplitud angular en el cielo de los modos de la señal observada). El pico de dicha señal está en el multipolo 70 y BICEP2 estudia el rango de multipolos de 40 a 200. Quizás intenté evitar hablar de multipolos en directo y metí la pata pues tenía las cifras en la mente. Lo siento.

Dibujo20140423 prism b-mode space telescope - arxiv

Y finalmente, dije que los telescopios espaciales de polarización para observar el mapa del fondo cósmico de ondas gravitacionales tardarán 30 años. En realidad, se esperan para dentro de unos 20 años (otro baile de cifras debido al directo). El telescopio espacial PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission) fue enviado en 2013 para su aprobación por la ESA (Agencia Europea del Espacio) como parte de los telescopios “gigantes” que se lanzarán entre 2028 y 2034. Si todo va bien, entre 2034 y 2038 tendremos un primer mapa del fondo cósmico de ondas gravitacionales, es decir, dentro de entre 20 y 25 años. Más información en Andrew Jaffe, “The next generation of large satellites: PRISM and/or eLISA?,” AJ: Leaves on the Line, 24 May 2013.

El telescopio espacial Planck tiene 72 detectores que observan el cielo en 9 frecuencias. PRISM tendrá 7000 detectores que observarán la polarización del fondo cósmico de microondas en 300 frecuencias. Además, en la región de interés para obtener información sobre el fondo cósmico de ondas gravitacionales se incluirán otras 300 bandas muy estrechas en frecuencia. Si PRISM llega a ver la luz será un instrumento extremadamente poderoso. Más información en PRISM Collaboration, “PRISM (Polarized Radiation Imaging and Spectroscopy Mission): A White Paper on the Ultimate Polarimetric Spectro-Imaging of the Microwave and Far-Infrared Sky,” arXiv:1306.2259 [astro-ph.CO], 10 Jun 2013.

Dibujo20140423 ripple effect - gravitational waves - nature com

Recomiendo leer la entrevista (en inglés) a John Kovac (líder de BICEP2) realizada por Mike Wall, “Confirming the Big Bang’s Inflation: Q&A with Study Leader John Kovac,” Space.com, 21 Mar 2014 (incluye una bonita infografía que explica la inflación).

También recomiendo la entrevista a John Kovac realizada por Ron Cowen, “How astronomers saw gravitational waves from the Big Bang,” Nature News, 17 Mar 2014 (y el especial de Nature sobre BICEP2).

6 Comentarios

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un observadorun observador

De nuevo metiste la pata:

“Por un lado, digo que el fondo cósmico de microondas se produjo cuando el universo tenía unos 3300 Kelvin de temperatura, pero en realidad son unos 3000 Kelvin (o sea, unos 3300 ºC).”

Vamos que 3000°K son 2726.8°C

Francisco R. Villatoro

Antonio, BICEP1 observó a dos frecuencias 100 GHz y 150 GHz, BICEP2 observa sólo a una frecuencia 150 GHz y BICEP3 observa a una frecuencia 100 GHz. En cuanto a Planck observa a 9 frecuencias, de las cuales son de interés aquí la de 100 GHz y 143 GHz. Lo importante no son las frecuencias, sino la sensibilidad y la región de cielo cubierta. Planck es entre 15 y 30 veces menos sensible que BICEP2, pero cubre todo el cielo.

¿Esperar a PRISM dentro de 20 años como mínimo? No es necesario. Hay 5 instrumentos más que obtendrán medidas en los próximos años. En cuanto a Planck, si r>0,1, no tendrá ningún problema en observar los modos B. Si 0,1>r>0,05, costará más trabajo, su relación señal/ruido será mala, pero observará modos B. Para r<0,05 Planck tendrá muchas dificultades. La mayoría de los expertos cree que la señal de BICEP2 apunta a 0,1<r<0,2, luego Planck observará los modos B sin problemas.

Por cierto, los análisis de Planck están siendo más complicados de la cuenta y se he retrasado a octubre de 2014 la publicación de los resultados (que se esperaban para junio 2014). Quizás haya más retrasos.

¿Simulaciones del fondo? Varios blogueros y expertos han cuestionado esto (se hace siempre que hay un único instrumento que mide algo).

"¿Vamos a hacer simulaciones de Monte Carlo …?" Me parece que confundes el para qué se usan las simulaciones.

Antonio, tienes razón, la infografía tiene una grave errata. No hay que preocuparse, es sólo eso, una infografía.

Jaime RudasJaime Rudas

Hola, Francis:
Corriges:
«Por un lado, digo que el fondo cósmico de microondas se produjo cuando el universo tenía unos 3300 Kelvin de temperatura, pero en realidad son unos 3000 Kelvin (o sea, unos 3300 ºC).»
¿No serán unos 2700 ºC?

SebydeusSebydeus

Tengo entendido que se cree que el universo se inicio de una particula de m=10^-5 gr y de diametro 10^-33 cm (porque es lo minimo que evita fluctuaciones temporo-espaciales en las ecuaciones cuanticas) se produce el big bang y en los primeros instantes que serian mil millonesimas de mil millonesimas de mil millonesimas de mil millonesimas de segundo se expandio a 10^1000000000000000000000000000000 de la unidad que ustedes quieran da igual cm , km o lo que deseen, porque el numero es tan grande que no interesa la unidad. Eso es lo que se llama inflacion. La discusion se centra en que segun Hawking un universo heterogeneo debe originarse como heterogeneo, y la teoria de la inflacion dice que no, puede empezar todo color rojo, y terminar como la pelota de colores que puso Francis en otro post (grafico y ejemplo muy reducido en su complejidad obvio) entonces, el hexagono de pelota donde estamos nosotros(supongamos verde) es tan grande y se expande tan rapido que nunca vamos a llegar al limite de nuestro hexagono, por lo tanto pensaremos que solo existe el hexagono de color verde, sin embargo, existen multiples hexagonos de diferentes colores que es lo que nos lleva a los multiversos, que continuamente se crean y desaparecen. Nosotros estamos en este universo porque es el unico donde podemos estar, por eso estamos en el, los demas universos tendran diferentes leyes fisicas que harian imposible nuestra existencia. Este multiverso se mantiene de manera automatica, crea y destruye universos a cada instante, no necesita de un Dios que lo cree o mantenga en movimiento, pero la no necesidad de un Dios para que el multiverso exista, no excluye la existencia de Dios. Mas sencillo creo que imposible.

SebydeusSebydeus

Estimado Sagutxo gracias por tu respuesta, como verás no soy Físico de Partículas, mucho menos Cosmólogo.
Soy un simple ingeniero que trabaja en la industria azucarera de Argentina.
Pero como hobbie construyo relojes mecánicos de mesa con alta complicaciones, y llegado el punto tuve que resolver mecanicamente las fases lunares, orbitas planetarias, calendario perpetuos, y ahora trabajo en uno que indique eclipses solares y lunares (muy complicado de reflejar a nivel mecanico los intervalos, asi que me conformo con la marcacion solo de los eclipses totales sin error por por 1000 años) lo que me llevo a estudiar un poco sobre estas cuestiones.
Tambien como hobbie estudio el manuscrito MS408, desde hace años que lo hago, hasta aprendi dos lenguas muertas por ello.

Dicho esto, paso a lo realmente importante, recuerdo hace años cuando por curiosidad me puse a estudiar en la biblioteca de la facultad sobre dilatacion temporal en la teoria de la relatividad especial, me tope con la formula de dilatacion del tiempo por velocidad y la maldita raiz cuadrada en el denominador que al graficar la vuelve una curva asíntota al aproximarse a C y cuando pones el valor C da indeterminación.

En esa epoca me imagine el universo como el espacio dentro de una jeringa, cuando el embolo se aleja de la base me mostraria la expansion del cosmos. Pense que cuando el universo era pequeño, es decir, el embolo esta cerca de la base, tomo el metro patrón de Paris estando dentro de ese universo en la jeringa, y mediria un metro. Cuando llevo el embolo al final (en una expansion del universo) el metro patrón seguiría siendo para mi que estoy en ese universo de un metro.

Conjeturo que mi idea es correcta porque el universo o multiverso sigue expandiendose, y el metro partón de Paris sigue midiendo un metro.

Pregunto: existe la posibilidad que la expansión del universo incluya una expansion de la materia, del espacio intra-atómico, y de todo lo que contiene, y que no sea posible para nosotros detectarlo porque estamos dentro de él?

Saludos y gracias

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