¿Qué es el fondo de microondas y cómo se descubrió?

El universo, con su enigmática expansión y sus secretos entrelazados en cada rincón del firmamento, ofrece una ventana única hacia los orígenes del tiempo mismo. En este gran universo, una radiación ancestral brilla como un eco lejano del nacimiento del mismo. Nos referimos al Fondo Cósmico de Microondas (CMB), una luz primigenia que se remonta a los albores del universo. ¿Qué es el fondo de microondas?

Este fenómeno, descubierto de manera fortuita en 1964 por los científicos Arno Penzias y Robert Wilson, revela los primeros destellos de la historia cósmica. A través del estudio del CMB, podemos desvelar los misteriosos eventos que marcaron el inicio del universo tal como lo conocemos. En esta exploración, nos adentraremos en las profundidades del espacio y el tiempo, buscando comprender los fundamentos mismos de nuestra existencia.

¿Qué es el fondo cósmico de microondas?

El universo es un telón sobre el cual se despliegan los dramas de la vida, la materia y la energía. Entre las maravillas que este gran escenario nos ofrece, el Fondo Cósmico de Microondas (CMB) emerge como una ventana hacia los albores del tiempo. Profundizar en su significado nos lleva a comprender los orígenes del espacio y la estructura misma del universo que habitamos.

El Fondo Cósmico de Microondas (CMB) es una radiación electromagnética que inunda el universo y representa la luz más antigua que podemos detectar. Se originó aproximadamente 380,000 años después del Big Bang, cuando el universo aún era joven y denso. Desde su descubrimiento en 1964 por los científicos Arno Penzias y Robert Wilson, el estudio del CMB ha sido fundamental para comprender los orígenes y la evolución del universo.

Arno Penzias y Robert Wilson
Arno Penzias y Robert Wilson | Créditos: El País

Desacoplamiento y formación del CMB

En los momentos posteriores al Big Bang, el universo estaba lleno de una sopa caliente de partículas cargadas, como protones, electrones y fotones. Esta densidad y temperatura extremas hicieron que el universo fuera opaco, ya que la luz no podía viajar libremente a través de él. Cada fotón era atrapado y reemitido repetidamente por estas partículas cargadas, impidiendo que la luz se propagara libremente.

Sin embargo, a medida que el universo se expandía y enfriaba, ocurrió un evento crucial conocido como desacoplamiento. Alrededor de los 380,000 años después del Big Bang, los protones y electrones se combinaron para formar los primeros átomos neutros. Este cambio permitió que la luz viajara libremente a través del universo, creando el CMB.

Big Bang
Big Bang

Un descubrimiento casual

El descubrimiento del CMB fue un giro fortuito del destino. En 1964, los científicos Arno Penzias y Robert Wilson estaban trabajando con un radiotelescopio cuando detectaron una señal constante de baja energía en el rango de las microondas. Esta señal persistente resultó ser el CMB, una confirmación directa de la teoría del Big Bang.

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Este hallazgo revolucionario no solo confirmó la teoría del Big Bang, sino que también abrió una nueva era en la cosmología, permitiendo a los científicos adentrarse en los primeros momentos del universo y comprender su estructura a un nivel fundamental. Desde entonces, el estudio del CMB ha sido fundamental para desarrollar nuestra comprensión del cosmos y su evolución a lo largo del tiempo.

CMB
CMB | Créditos: NASA

La importancia del CMB

El CMB nos ofrece un vistazo al universo en sus primeros días, cuando aún no habían nacido las estrellas ni las galaxias. Es esencialmente un retrato del universo en pañales, revelando las condiciones primordiales que dieron forma a todo lo que vemos a nuestro alrededor.

Aunque el CMB aparece como una radiación de fondo uniforme, un examen más detenido revela pequeñas fluctuaciones en su temperatura. Estas variaciones son las semillas de las estructuras cósmicas a gran escala, como galaxias y cúmulos de galaxias. Son testimonios de las diferencias de densidad que existían en los primeros momentos del universo y que eventualmente llevaron a la formación de estas estructuras.

¿Qué es una Galaxia?
Galaxia

Instrumentos cósmicos: COBE, WMAP y Planck

A lo largo de las décadas, los científicos han desarrollado instrumentos cada vez más sofisticados para estudiar el CMB. Satélites como el COBE, el WMAP y el Planck han mapeado las fluctuaciones en el CMB con una precisión sin precedentes, proporcionando una visión más clara de los orígenes y la estructura del universo.

Gracias a estas observaciones, hemos obtenido revelaciones profundas sobre el universo. Podemos determinar su edad con una precisión sin igual, así como comprender su composición, incluidos elementos como la materia oscura y la energía oscura, que constituyen la mayor parte del cosmos. Además, podemos estudiar la estructura a gran escala del universo, comprendiendo cómo las fluctuaciones en el CMB dieron forma a las galaxias y los cúmulos de galaxias que vemos hoy.

Desafíos y misterios del fondo de microondas

A pesar de todo lo que hemos aprendido, el CMB aún guarda secretos por descubrir. Algunas anomalías en las fluctuaciones de temperatura del CMB, como la alineación inesperada de regiones más frías y más calientes en el cielo, desafían nuestras teorías actuales y nos instan a buscar una comprensión más profunda de la naturaleza del universo.

En última instancia, el CMB es más que un eco del Big Bang; es un testigo silente de la evolución del universo. Desde sus humildes comienzos hasta las estructuras cósmicas que adornan el cielo, el CMB nos brinda una visión única de nuestra historia cósmica y nos desafía a seguir explorando los misterios del cosmos.

Micaela Rodriguez
Micaela Rodríguez es una redactora freelance con sede en Río Negro, Argentina. Colabora con Universo Actual desde agosto de 2022.

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