Observada por primera vez el efecto de una lente gravitatoria en el fondo cósmico de microondas

Por Francisco R. Villatoro, el 28 abril, 2011. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science • WMAP ✎ 5

 

Un grupo de astrónomos liderados por Sudeep Das, de la Universidad de California, Berkeley, ha detectado por primera vez el efecto de una lente gravitatoria en el fondo cósmico de microondas (CMB). Han utilizado el Telescopio Cosmológico de Atacama (Chile) que permite estudiar las anisotropías del CMB con una precisión 20 veces mayor que la obtenida por el satélite WMAP. Esta detección es una prueba fehaciente de que las leyes físicas de la gravedad también se aplican en el universo antes de la formación del CMB. Más aún, el análisis futuro de otras lentes gravitatorias en el CMB permitirá conocer muchos detalles del modelo cosmológico de consenso.  Los datos que publicará el satélite Planck sobre el CMB en 2013 prometen ser apasionantes (y presentarán muchos ejemplos de lentes gravitatorias en el CMB). Nos lo cuenta Yudhijit Bhattacharjee, “Peering Back 13 Billion Years, Through a Gravitational Lens,” News & Analysis, Science 332: 522, 29 April 2011, haciéndose eco del artículo técnico de Sudeep Das et al., “The Atacama Cosmology Telescope: Detection of the Power Spectrum of Gravitational Lensing,” ArXiv, 10 Mar 2011 (accepted in PRL).

Das y su equipo han medido la función de correlación entre cuatro puntos en los mapas de temperatura de alta resolución del CMB obtenidos por el ATC (Atacama Cosmology Telescope), un telescopio con un espejo de 6 metros situado en el desierto de Atacama, Chile, a 5200 metros de altitud.  El efecto de lente gravitatoria imprime un señal no gaussiana en los patrones de las anisotropías de la temperatura. Trabajos previos habían observado cierta evidencia (a 3 σ de confianza estadística) pero el nuevo trabajo lo confirma de forma irrefutable. El nuevo método de detección desarrollado por Das y su grupo ha sido validado mediante 480 simulaciones del mapa de temperaturas obtenido por el ACT. La figura que abre esta entrada muestra el ajuste el espectro observado experimentalmente (puntos rojos y barras de error (según los métodos de Montecarlo) en azul) y el mejor ajuste teórico a dicho espectro. El parámetro AL=1 indica la presencia del efecto de las lentes gravitatorias. Se ha obtenido un valor experimental ajustado con 5 datos de AL = 1’16 ± 0’29 (lo que corresponde a una detección a 4 σ). Restringiendo la medida a los primeros 3 datos se obtiene un valor de AL = 0’96 ± 0’31. El pico observado en el espectro a  z ≃ 2 corresponde a una distancia (conforme) de ≃ 5000 Mpc.

Lo más importante de esta observación es sus posibles implicaciones respecto a las observaciones del satélite Planck que medirá el CMB de forma mucho más precisa y permitirá observar múltiples efectos de lentes gravitatorias en el CMB.



5 Comentarios

  1. “Esta detección es una prueba fehaciente de que las leyes físicas de la gravedad también se aplican en el universo antes de la formación del CMB.”

    No entiendo esto. Los fotones afectados por dicha lente gravitatoria a z=2 habrán pasado por ésta mucho después de la formación del CMB (a z=1100), ¿no?

    Saludos.

    1. Buen comentario, DarkSapiens, tienes razón, he metido la pata con la frase…

      El efecto de lente gravitatoria se observa cuando miramos a cierta región del cielo, si en la dirección en la que miramos hay mucha masa (p.ej. materia oscura) se deforman los rayos de luz de los objetos que están detrás y vemos una imagen con múltiples copias deformadas de dichos objetos.

      El CMB está a z=1100 y hay mucha materia oscura colocada entre nosotros y el CMB (desde una distancia de z=2 hasta z=1100). Esta materia oscura actúa como lente gravitatoria y nos presenta múltiples imágenes deformadas de las anisotropías del CMB. Las anisotropías deberían tener una distribución aleatoria gaussiana. El efecto de la lente gravitatoria introduce una correlación entre diferentes anisotropías colocadas en diferentes lugares, lo que introduce una distribución no gaussiana en el CMB. Esto es lo que se ha observado (WMAP lo observó a 3 sigma; ACT lo ha confirmado a 4 sigma; Planck superará las 5 sigma sin problemas).

      No sé si lo he logrado explicar algo mejor. La idea es sencilla.

      Mi frase (que he tachado en la entrada) se refería a que las características de la distribución no gaussiana observada están de acuerdo con lo esperado en teoría por lo que los efectos gravitatorios observados en el intervalo de z entre 2 y 1100 ratifican, en cierto sentido, que la gravedad de Einstein es correcta hasta distancias cercanas a z=1100. Ahora que releo la frase no la veo muy acertada. La tacho.

      1. Cuando la vi me había quedado la duda de si había sido un error o si estas mediciones permitían comprobarlo mediante alguna teoría o mecanismo no explicado en la entrada (no leí el artículo), así que gracias por la aclaración. Un pequeño fallo lo tiene cualquiera :):)

        Saludos!

  2. Ni se como llegué a esta pagina, pero igualmente traté de leer con la mayor atención posible el artículo publicado y llegué a la conclusión de que NO ENTIENDO NADA!!!!

    Qué fuman??

    Compartan, che!!!

    Abrazo,
    BC.

Deja un comentario