Fondo cósmico de microondas
Radiación que llena todo el cielo, remanente de la época en que el universo dejó de ser un plasma opaco y se volvió transparente a la luz, unos 380 000 años después del origen. Su espectro es el de un cuerpo negro a 2,725 kelvin, el más perfecto que se ha medido en la naturaleza. Se abrevia CMB, por cosmic microwave background.
Qué se está viendo
Antes de ese momento, el universo era lo bastante caliente como para que los electrones anduvieran sueltos y dispersaran continuamente los fotones: luz atrapada en una niebla. Al enfriarse por debajo de unos 3 000 K, los electrones quedaron ligados a los núcleos —la recombinación— y los fotones pudieron por fin viajar sin chocar. Esos fotones siguen viajando. Lo que los ha llevado de la luz visible a las microondas no es una pérdida de energía en el camino, sino la expansión del espacio, que ha estirado sus longitudes de onda por un factor de unos 1 100.
Es, en sentido estricto, un horizonte: la superficie más lejana que puede observarse con luz. Todo lo anterior está detrás de la niebla.
Historia de la detección
Arno Penzias y Robert Wilson lo encontraron en 1965 sin buscarlo, trabajando con una antena de Bell Labs en Nueva Jersey. Tenían un ruido de fondo que no lograban eliminar, idéntico en todas las direcciones, y que persistió después de limpiar la antena de excrementos de paloma. Un grupo de Princeton estaba entonces preparando la búsqueda deliberada de esa misma señal, predicha en los años cuarenta por Ralph Alpher y Robert Herman. Penzias y Wilson recibieron el Nobel en 1978.
Tres misiones espaciales lo han cartografiado con precisión creciente: COBE (1989-1993), que midió el espectro de cuerpo negro y detectó las primeras anisotropías; WMAP (2001-2010); y Planck (2009-2013), cuyos resultados de 2018 siguen siendo la referencia para los parámetros cosmológicos.
Por qué es la fuente de datos más rica de la cosmología
El CMB no es uniforme del todo: tiene variaciones de temperatura de una parte en cien mil. Ese patrón de manchas es la huella de las fluctuaciones de densidad del universo primitivo, las semillas de las que salieron después galaxias y cúmulos. Su distribución estadística —concretamente, el tamaño angular característico de las manchas— codifica la geometría del espacio, la densidad de materia ordinaria, la de materia oscura y la edad del universo. De ahí salen cinco de los seis parámetros del modelo ΛCDM.
Es también una de las tres líneas de evidencia del Big Bang y la principal prueba observacional del patrón de fluctuaciones que predice la inflación cósmica.
Conceptos vecinos
Fuentes
- Wikipedia EN: Cosmic microwave background (Categoría 1)
- Penzias, A. A. y Wilson, R. W. (1965). A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal, 142, 419-421. (Categoría 2)
- Planck Collaboration (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6. (Categoría 2)