Responder a preguntas fundamentales sobre el universo primitivo
Los seres humanos llevan miles de años cuestionándose los orígenes de nuestro universo. Las observaciones de las dos últimas décadas han empezado a reconstruir este complejo y fundamental rompecabezas. Sin embargo, con cada nueva pieza, surgen más preguntas. El modelo estándar de la cosmología del «big bang» describe cómo comenzó el universo primitivo hace casi catorce mil millones de años y (desde el primer momento) creció a través de un período de expansión exponencial y acelerada conocido como inflación. Durante los siguientes miles de millones de años, surgieron gradualmente estructuras a gran escala, como cúmulos y galaxias. Fueron moldeados por la inestabilidad gravitatoria de la materia oscura, un ingrediente cósmico hipotético que sólo reacciona con la materia estándar a través de la gravedad.
Comprender la naturaleza de la materia oscura
Hace unos miles de millones de años, entramos en otra fase de expansión, impulsada por la energía oscura, una enigmática e invisible forma de energía. Descubrir la verdad de estas entidades oscuras podría ayudar a responder algunas de las preguntas fundamentales sobre la historia de nuestro universo. El proyecto PiCOGAMBAS, una iniciativa internacional de científicos de la Universidad de Cardiff(se abrirá en una nueva ventana) (Reino Unido) y la Fundación Simons(se abrirá en una nueva ventana) (Estados Unidos), tenía como objetivo obtener nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la inflación, la energía oscura y la materia oscura. Una fuente de respuestas proviene del fondo cósmico de microondas (CMB), que es la «luz» remanente del «big bang». Esta luz, que vemos como radiación electromagnética de microondas, atraviesa grandes estructuras cósmicas en su viaje hacia nosotros, dejando huellas distintivas en los fotones del CMB. El proyecto PiCOGAMBAS fue financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana).
Combinar la experiencia espacial de Estados Unidos y la Unión Europea
El proyecto aprovechó los nuevos conjuntos de datos disponibles en instituciones asociadas de Europa y Estados Unidos, incluida una nueva generación de experimentos sobre el CMB del Observatorio Simons y los estudios de galaxias de las misiones de la Agencia Espacial Europea(se abrirá en una nueva ventana), como Euclid y Gaia. Esta combinación única de conocimientos permitió a los investigadores idear nuevos métodos para examinar los datos de las observaciones del CMB y correlacionarlos con los estudios de galaxias existentes. Ello permitió al equipo estudiar las propiedades de la materia distribuida por el universo y su evolución. El trabajo incluía diseñar y combinar simulaciones numéricas, técnicas estadísticas y nuevas formas de análisis de datos. Ello ayudó al equipo transatlántico a analizar el CMB y comprender mejor cómo se produce la lente gravitacional de la radiación de fondo de microondas.
Colaboración permanente
Las precisas mediciones de las que fue pionera la Fundación Simons, combinadas con los datos ópticos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, ayudaron a los investigadores a sondear la historia de la expansión del universo y a profundizar en las propiedades de la materia oscura. Uno de los principales resultados de esta colaboración ha sido el análisis de los denominados «modos B», es decir, la radiación CMB polarizada. El equipo descubrió que la observación de los modos B puede ayudarnos a comprender cómo se produjeron las perturbaciones en la distribución de la materia oscura en el periodo de inflación cosmológica. Eso es clave, ya que son las fluctuaciones que condujeron a la formación de grandes estructuras universales. Los resultados del proyecto han demostrado que los datos cosmológicos del CMB parecen ser coherentes a lo largo de toda la historia del universo, con nuevos métodos que permiten a los investigadores estudiar modelos de materia oscura, energía oscura e inflación. El equipo espera que la labor de colaboración en curso siga haciendo avanzar nuestros conocimientos sobre el universo primitivo.