Examen de la Radiacion Dejada por el Big Bang Podria Alterar Algunas Teorias

Utilizando los vestigios de la radiación dejada por el nacimiento del universo, astrofísicos de la Universidad de Illinois han propuesto una nueva forma de medir la constante de estructura fina existente en el pasado y compararla con la actual.

Concentrándose en la absorción del fondo cósmico de microondas por los átomos de hidrógeno neutro, los investigadores dicen que podrían medir la constante de estructura fina durante la "Era Oscura", la época transcurrida entre el Big Bang y el nacimiento de las primeras estrellas, cuando el universo contenía fundamentalmente hidrógeno y helio.

La constante de estructura fina caracteriza la intensidad de la fuerza electromagnética, que es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la física. Pero la constante de estructura fina puede no ser constante. Recientes observaciones en cuásares, a miles de millones de años-luz de distancia, y por tanto también miles de millones de años hacia atrás en el tiempo, han encontrado un valor ligeramente diferente para la constante de estructura fina.

"Si la constante de estructura fina varía con el tiempo y el espacio, podríamos usarla para la investigación de la nueva física, más allá del modelo estándar y de la relatividad general", señala Benjamin Wandelt, cosmólogo de la Universidad de Illinois quien desarrolló, junto con Rishi Khatri, la técnica de medición propuesta.

Una constante de estructura fina variable también podría ayudar a explicar la misteriosa energía oscura que puebla el universo, y haría más fácil acotar qué tipo de hipótesis uniría las cuatro fuerzas fundamentales en una "teoría del todo".

Usando la luz de los cuásares, es viable buscar las variaciones en la constante de estructura fina desde el presente hasta hace cinco mil millones de años. Los astrónomos, al emplear el espectro del hidrógeno neutro, pueden asomarse mucho más atrás en el tiempo.

Existe un vacío de aproximadamente 300.000 años después del Big Bang, cuando la radiación que formó el fondo de microondas cósmico fue emitida, hasta aproximadamente 500 millones de años después, cuando se formaron las primeras estrellas. La nueva técnica de medición podría sondear la constante de estructura fina durante este período, conocido como la Era Oscura.

Cuando un átomo de hidrógeno neutro absorbe un fotón de luz del fondo de microondas cósmico, el electrón cambia su espín, produciendo una ligera diferencia en su espectro.

La huella reveladora de esta transición atómica en la longitud de onda de 21 centímetros, puede servir para la búsqueda de alta sensibilidad de los valores de la constante de estructura fina en el pasado.

Si bien la mayor parte de los radiotelescopios son demasiado pequeños para buscar las variaciones en la constante de estructura fina, hay nuevos instrumentos en fase de diseño o de construcción que proporcionarán la capacidad requerida.