El resultado r≈0,2 obtenido por el telescopio BICEP2 en el Polo Sur tiene muchas consecuencias. Una de ellas es que la masa del gravitón es menor de 10−29 eV. No es la mejor cota actual, ya que según el PDG la masa del gravitón es menor r de 7 × 10−32 eV. Nos lo ha contado Raphael Flauger, «Cosmology after Planck,» Rencontres de Moriond, Cosmology, 23 Mar 23 2014 [PDF slides]. Programa completo de este congreso.
Flauger nos indica que la estimación de los errores sistemáticos en BICEP2 es difícil y puede que el valor de r decrezca con futuras medidas (incluso por debajo de r<0,1), pero que en su opinión, que r>0 es un resultado muy robusto. Por otro lado, los resultados del telescopio espacial Planck que se publicarán en octubre de 2014 (salvo que haya algún retraso adicional), según las simulaciones numéricas de posibles resultados, mostrarán la presencia de modos B si r≈0,1. Sólo un r mucho más pequeño impedirá que Planck observe esta señal.
El análisis de cúmulos galácticos utilizando los datos del telescopio SPT en el Polo Sur SPT permite estimar la suma de las masas de las partículas ultrarrelativistas (los neutrinos). Los resultados provisionales (combinación Planck+WP+SPTcl 2500d) indican un valor no nulo de la masa de los neutrinos a 2 sigmas (curvas en azul en la figura). Que yo haya visto es la primera vez que un estudio cosmológico acota ∑mν > 0 al 95% CL. Nos ha enseñado estos resultados preliminares Tijmen de Haan, «Cosmological Analysis of South Pole Telescope-detected Galaxy Clusters,» Moriond, 24 Mar 2014 [PDF slides]. Habrá que esperar a su publicación en un artículo para conocer los detalles.
Estimar la anchura de la resonancia asociada al Higgs utilizando las colisiones de protones del LHC es muy difícil. Según el modelo estándar debería ser Γsm≈4,15 MeV para una masa m=125,6 GeV. La Colaboración CMS ha combinado varios canales de desintegración del Higgs y ha obtenido por primera vez un valor para este parámetro, Γ < 17,4 MeV al 95% CL (para el cociente entre el valor medido y el teórico se ha obtenido Γ/Γsm < 4,2 al 95% CL). Habrá que esperar el resultado de ATLAS y a las combinaciones de ambas colaboraciones. Nos presenta este importante resultado Nicola De Filippis (On behalf of ATLAS and CMS Collab.), «Measurements of the Higgs boson properties at LHC,» Rencontres de Moriond, 2-23-29 Mar 2014 [PDF slides]. Programa completo de Moriond QCD 2014. Programa completo de Moriond EW 2014.
El resultado anterior es importante porque nos restringe el llamado Higgs invisible (las desintegraciones del Higgs en partículas que no podemos observar, por ejemplo, partículas de materia oscura). También se han publicado los resultados sobre Higgs invisible de ATLAS, que para partículas WIMP de baja masa son comparables a los obtenidos con búsquedas directas. Más información en P. Meridiani (on behalf of the ATLAS and CMS Collab.), «P. Meridiani (on behalf of the ATLAS and CMS Collab.), «BSM Higgs Searches at the LHC,» Moriond QCD, 23 Mar 2014 [PDF slides]. Ver también B. Di Micco, «Combinations of Results of Higgs Production in all decay channels at LHC,» Moriond QCD, 22-29 Mar 2014 [PDF Slides].
El estudio detallado de las propiedades del Higgs nos abre una puerta para explorar física más allá del modelo estándar. Por ahora, todos los resultados apuntan que no hay desviaciones respecto a las predicciones del modelo estándar (que muchos ya han empezado a llamar teoría estándar, para destacar el hito que ha supuesto el descubrimiento del Higgs).
Pregunto:
Existe la posibilidad que los datos del BICEP2 sean erroneos?
Gracias Antonio.
Desde los primeros datos de Planck ya es prácticamente imposible prescindir de la inflación para explicar los datos cosmológicos, sin embargo, parece que la (supuesta) detección de los Modos B por Bicep2 ha sido el verdadero detonante del interés general por la teoría de la inflación.
A todas luces la inflación es ya un hecho científico y a todas luces el multiverso es una consecuencia inevitable de la inflación. La formación de «burbujas» nuevas con distintos valores de energía del vacío como consecuencia de fluctuaciones cuánticas durante la inflación es inevitable y aparece casi como una predicción genérica e inevitable de la inflación.
Sin embargo, creo que esta imágen de Multiverso no gusta a muchos Físicos y por supuesto no convence a los neófitos. Creo que por varias razones:
1º) El multiverso es un cambio conceptual brutal, incluso mayor que el generado por la RG o la MC. Los cambios conceptuales tan radicales tardan décadas en ser aceptados debido a la resistencia al cambio tan fuertemente arraigada en el cerebro humano.
2º) El antropocentrismo sigue siendo otro prejuicio intrínseco a nuestro cerebro. Se nos echó del centro del sistema solar, del centro de la galaxia, del centro del Universo, del centro de la acción de la evolución y ahora se nos dice que el Universo observable es solo uno entre infinitos.
3º) El multiverso nos conduce inevitablemente al principio antrópico, prinicipio muy odiado por muchos pero, a todas luces inevitable.
4º) El multiverso, a priori, no es observable directamente lo que nos conduce a un escenario «metafísico» también odiado por muchos.
Ante esto, hay que decir algo evidente: Al Universo se la «suda» las preferencias y los prejuicios humanos, es como es y todo apunta al Multiverso. Este explica porqué las constantes fundamentales parecen ajustadas, porque en nuestras teorías más fundamentales no aparecen prefijados los valores de las constantes fundamentales y porque aparece como algo inevitable en cuanto aspiramos a encontrar una teoría lo suficientemente compleja para englobar las 4 fuerzas fundamentales: la teoría de cuerdas nos conduce también inevitablemente a un multiverso o «landscape» con unos 10exp500 diferentes posibles configuraciones de falso vacío.
En mi opinión (inexperta) el multiverso es inevitable, sin embargo, es cierto que si queremos que un concepto así sea aceptado como algo perteneciente al ámbito de la Fisica debemos encontrar nuevas pistas o indicios aunque sea indirectos de su existencia, si es que esto es posible.
Al final el Universo es mucho más sorprendente de lo que cualquier escritor de ciencia ficción haya imaginado jamás.
Amén. Sólo cambiaría la frase «del centro de la acción de la evolución» por «del centro de la creación», porque la teoría de la evolución lo que hace precisamente es acabar con el mito bíblico de la creación, en la que el hombre ocupa el papel central por estar hecho a imagen y semejanza del dios.
En efecto desde la primera entrega de resultados de Planck la inflación ya era «un facto» científico.
Sin embargo no creo que sea inevitable del multiverso. No veo la necesidad lógica (mucho menos empírica) de introducir el multiverso. Y lo digo por ignorante pero yo no he escuchado que la detención de la inflación implique nucleación de universos burbuja, es más bien un problema no resuelto respecto a la inflación (de los cuales hay muchos), me parece hasta donde recuerdo que en la teoría inicial de Guth la formación de burbujas de vacío verdadero eran necesarias pero incluso en ese contexto el modelo tenía problemas mismos que llevaron a linde a sustituir el frenado de la inflación como efecto túnel a cambio de la idea de un campo escalar cayendo lentamente en una montaña de potencial.
Por cierto tampoco me parece que el multiverso implique la necesidad de un principio antrópico. Verás algo que es chocante es que el multiverso en sí mismo evade el problema del ajuste fino del espacio de parámetros de cualquier teoría física ya que en principio (por poner un ejemplo) si nos preguntamos el «Por qué» de la jerarquía de masas tan pronunciada entre el quark top y el protón simplemente podemos resolverlo diciendo que este es el universo particular en el que esa jeraquía era así de pronunciada ¿Ahora vez lo poco «científico» que es? (Al menos científico en un sentido Pooperiano).
Esta misma razón muestra que la idea del multiverso no tiene por que introducir un principio antrópico, de hecho la idea del multiverso no necesita prácticamente ningún mecanismo de ajuste fino para los parámetros de las teorías físicas que operan sobre cada una de sus componentes. Y algo que es muy curioso de la inflación en particular es que la inflación misma es una explicación del problema de la monotonía (un ajuste fino)
Supongo que tal vez se podrían formular extensiones del principio antrópico para universos burbuja pero la idea es muy especulativa.
De cualquier manera me agrada que las personas reconozcan que la ficción se queda muy corta comparada con la naturaleza y además cabría añadir que el estatus actual de la inflación es mucho más emocionante que cualquier novela de detectives. En lo personal aunque tampoco soy experto las críticas a la inflación me parecen muy fuertes y convincentes, evidentemente a su existencia no por que está fuertemente establecida pero tal vez la motivación inicial no sea la adecuada por que a mi me causa mucho conflicto creer que inflación resuelve el problema de las condiciones iniciales para el universo el ajuste tan fino y la manera tan ad hoc de introducir la curva de potencial inflatón deberían ser desconcertantes en fin..
Saludos
La cuestión del «universo particular» en el que se dan ciertos valores físicos concretos y no otros se puede aplicar a la Tierra. La Tierra es el «planeta particular» en el que se dan unos valores físico-químicos concretos, de tamaño y por tanto gravedad, distancia al sol y por tanto cantidad de radiación recibida, temperatura que se relaciona con los dos parámetros anteriores, presencia de agua líquida que está directamente relacionada con la tª, densidad atmosférica, campo magnético etc, valores que hacen que la vida tal y como la conocemos sea posible en este planeta. Hasta ahí dar un por qué a la vida en la Tierra diciendo que hay vida porque el planeta permite la vida no sería científico, sería una tautología, pero si añadimos que hay miles de millones de planetas en la galaxia, y que las características de esos millones de planetas varían mucho en tamaño, distancia a la estrella, periodo orbital, estrella a la que orbitan etc, entonces vemos que el nuestro es simplemente un planeta en el que se han reunido unas características concretas
COMO ES DE ESPERAR
cuando tienes muchas combinaciones posibles, suficientes como para que de entre todos los planetas al menos en uno se den ciertas características a la vez.
Si miráramos al cielo y no viéramos ninguna estrella, ni galaxias, entonces sí que podríamos sospechar que «alguien» ha querido regalarnos este planeta y su estrella tan ajustados a nuestras necesidades. La situación en el Universo es que miramos al cielo y no vemos más universos, pero es porque no tenemos forma física de verlos.
Muchas gracias Plank por tu explicación, saludos
Sería enormemente paradójico que el mismo experimento que confirma la inflación y por tanto, (en la opinión de muchos) el multiverso inflacionario, fuese también el que tirase a la basura el «landscape» de la teoría de cuerdas.
Durante muchos años el landscape ha sido visto como un enorme problema para las cuerdas y sería curioso que precisamente ahora que la idea del multiverso se está percibiendo (en mi opinión) como algo real se abandonase el modelo que apunta al landscape.
De todas formas el mismo Lubos reconoce que esto no está todavía claro y que su opinión puede estar sesgada por el odio que tiene a los «left-wingers» (habría que ver la cara de Lubos viendo el programa de «El intermedio» o leyendo «El Jueves» :D)
Lo increíble de todo esto es que hoy estemos hablando de la posibilidad de discriminar entre diferentes teorías Físicas incluyendo la Teoría de cuerdas cuando hace poco más de una semana esto era impensable. La clave por supuesto está en el valor r=0,2 que es tan alto que apenas existen modelos que recojan las consecuencias de ese valor. Si como esperan muchos Físicos como Francis este valor baja probablemente la capacidad de discriminar entre distintas teorías será menor. De todas formas no hay duda de que la Física y la Cosmología entran en una nueva y emocionante fase y que muy probablemente vivimos en un Multiverso. ¡ Ahora, cuando miremos a las estrellas la sensación de inmensidad será aún mucho mayor !
Por qué dices que de los datos de Planck parecía inevitable? Qué cosa predice la inflación que se comprobó en Planck?
Planck además de confirmar los datos de WMAP que ya indicaban claramente a la existencia de la inflación midió el índice espectral ns (que mide los cambios de fluctuaciones con la escala) con gran precisión y encontró que encaja perfectamente con lo predicho por la inflación: ns<1
Perdón, pero me gustaría aprovechar la oportunidad pero preguntar algo conceptual que surge directamente de tu respuesta. Ya con el solo hecho de saber que el Universo visible deja de ser uniforme en escalas de 10^-5, con eso no era suficiente para saber que ns era < 1??
Gracias de antemano!
Ese dato es un indicio pero necesitamos cálculos mucho más exactos estudiando la radiación del CMB y hasta que Planck no publicó sus datos no logramos la precisión necesaria para proclamar que ns<1 con más de 5 sigmas de confianza estadística.
Francis,
Si r puede decrecer mucho, ¿puede llegar a valores inferiores a 0.05 y tener que contemplarse los modelos más complejos?
Me parece haber entendido que si fuese muy pequeño Planck no lo detectaría, ¿los otros experimentos que comentaste podrían hacerlo?
Un abrazo,
Laura
Por cierto, otro impresionante ejemplo del enorme poder de predicción del resultado de Bicep2: Jester apunta en su blog que si este resultado es correcto los Axiones tienen que tener una masa entre 10exp-2 y 10exp-5 eV aproximadamente (si no me equivoco) y que si su masa está cerca del primer valor darían cuenta de toda la masa oscura del Universo.
Si no me equivoco esto tendría consecuencias directas para los experimentos en curso de búsqueda de Axiones.