El Big Bang dejó una huella sutil que fue detectada desde la Tierra tras 13.000 millones de años

Por primera vez, un telescopio instalado en la superficie terrestre logró medir la polarización del fondo cósmico de microondas (CMB) provocada por las primeras estrellas. Este avance, realizado desde el desierto de Atacama en los Andes chilenos, representa un logro técnico significativo y ofrece nuevas posibilidades para estudiar el origen del universo. Se trata de una señal generada poco después del Big Bang, que viajó durante más de 13.000 millones de años antes de ser captada desde la Tierra.

El hallazgo fue publicado en The Astrophysical Journal y liderado por el proyecto Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS). Según publicó Muy Interesante, este desarrollo marca un hito en la cosmología, al conseguir desde la Tierra lo que antes solo era posible con telescopios espaciales.

Lo cierto es que hace más de 13.000 millones de años, las primeras estrellas comenzaron a emitir luz, dando inicio al llamado “amanecer cósmico”. Esta radiación interactuó con el CMB, la huella fósil del Big Bang, dejando una señal sutil: una polarización específica.

Detectar dicha polarización fue uno de los grandes desafíos de la cosmología, debido a su debilidad y la interferencia terrestre. Hasta ahora, únicamente satélites como Planck y WMAP habían conseguido medirla, pero el proyecto CLASS logró captar esta señal desde la superficie terrestre, comparando sus datos con los de los satélites.

El telescopio CLASS y su entorno en Atacama

El responsable del hallazgo es el Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS), instalado a más de 5.000 metros de altura en el desierto de Atacama. Este entorno fue elegido por sus condiciones atmosféricas excepcionales: la baja humedad permite una observación más limpia de las microondas. Esta ventaja es fundamental para detectar señales débiles como la polarización del CMB.

El telescopio opera en diversas frecuencias, pero para este estudio se enfocó en la banda de 90 GHz, por su equilibrio entre sensibilidad y filtrado de ruido. Para esta medición, emplea un modulador especializado y un sistema de corrección que evita que el movimiento del telescopio afecte las mediciones.

El estudio se centró en calcular el parámetro τ (tau), que describe el momento y la intensidad de la reionización. Según el análisis, la profundidad óptica fue determinada en τ = 0,053 ±0,019. Esta cifra coincide con mediciones anteriores, validando la capacidad de los telescopios terrestres para realizar este tipo de investigaciones.

El proceso de validación incluyó más de 500 simulaciones, correcciones mediante matrices de transferencia y un estimador cuadrático con filtrado corregido, asegurando así la fiabilidad de los resultados.

Dicho de manera concisa, el avance se basa en que, desde la superficie terrestre, un equipo internacional logró detectar por primera vez la polarización del fondo cósmico de microondas generada por las primeras estrellas, un hito que demuestra que es posible estudiar el universo primitivo sin depender exclusivamente de satélites.

Implicaciones y desafíos para la física fundamental

El estudio destaca que el universo actúa como un laboratorio natural de física. La observación del CMB permite obtener datos clave sobre materia oscura y neutrinos, elementos fundamentales pero difíciles de estudiar. La precisión alcanzada con CLASS reduce la incertidumbre en los modelos cosmológicos y mejora la comprensión de estos fenómenos.

Además, se resalta el valor práctico del experimento: los telescopios terrestres pueden ser mantenidos y actualizados, lo que implica menores costos y mayor continuidad en las observaciones, en comparación con los satélites.

El éxito del proyecto CLASS es el resultado de años de trabajo técnico y validación estadística. Aun así, los investigadores señalan que es posible optimizar el sistema de filtrado en un 20%, lo que permitiría acercarse al límite impuesto por la varianza cósmica, el nivel máximo de precisión alcanzable.

El objetivo final del equipo es lograr una medición completamente independiente de τ desde la Tierra, sin necesidad de datos espaciales. De lograrse, marcaría el inicio de una nueva era de cosmología de precisión terrestre.

La hazaña del telescopio CLASS desafía los límites técnicos de la observación astronómica, posicionando a la ciencia desarrollada en América Latina en un papel protagónico dentro de la investigación del universo temprano.