miércoles, 1 de diciembre de 2010

Penrose y el origen del Universo

¿Qué tienen en común Roger Penrose y Stephen Hawking? De entrada, ambos han dedicado su carrera a temas muy parecidos y los dos fueron premiados con el premio Wolf en 1988. Pero el nexo común más importante es su fama. Si un físico desarrolla un modelo cíclico del Universo y cree ver vagas evidencias del mismo en el fondo cósmico de microondas (CMB), nadie le haría mucho caso. Existen cientos de teorías cosmológicas y no es cuestión de perder el tiempo con cada una de ellas. Pero si ese físico se apellida Penrose o Hawking, la cosa cambia. De la noche a la mañana veremos cientos de titulares en todos los medios anunciando la noticia.


Fondo cósmico de microondas (NASA).

Y eso es precisamente lo que ha pasado con el artículo Concentric circles in WMAP data may provide evidence of violent pre-Big-Bang activity, escrito por Penrose en colaboración con Vahe Gurzadyan. Sin entrar en detalles muy técnicos, Penrose viene a decir que los datos del CMB obtenidos por la sonda WMAP demuestran la validez de un modelo de Universo cíclico, o lo que es lo mismo, que el Big Bang no fue el origen del tiempo. ¿Cómo ha llegado Penrose a esta conclusión? En un mapa del CMB veremos muchas "manchas" de distintos tamaños. Estas "manchas" -cuya denominación correcta es "anisotropías del CMB"- son regiones que se encontraban a distinta temperatura cuando el Universo se volvió transparente trescientos mil años después del Big Bang. Estudiando su tamaño y distribución podemos averiguar datos esenciales sobre la proporción de materia oscura, energía oscura y geometría de nuestro Universo, algo que se ha podido calcular gracias a los datos de WMAP.

Según el modelo cosmológico cíclico de Penrose, denominado CCC (Conformal Cyclic Cosmology), cada etapa recibe el nombre de "eón". Al final del eón anterior al nuestro, los agujeros negros supermasivos tuvieron que colisionar entre sí emitiendo enormes cantidades de radiación gravitatoria. Por lo visto, esta radiación llegaría hasta nuestro eón no en forma de ondas gravitatorias, sino como grandes impulsos esféricos de energía que influirían en las etapas iniciales de nuestro Universo. Estos impulsos deformarían el CMB y dejarían su huella en forma de grandes círculos concéntricos formados por regiones de baja temperatura (unos 15 microkelvin de diferencia). El centro de cada conjunto de círculos señalaría el lugar de uno de los agujeros negros supermasivos del anterior eón. Penrose y Gurzadyan creen haber observado estos círculos en el CMB.


Posibles círculos del CMB (Penrose et al.).

Claro que uno puede pensar que estos círculos pueden ser un artefacto estadístico, un simple efecto óptico, pero ahí es donde entramos en los detalles del artículo. Los autores realizan un análisis de la varianza estadística de las anisotropías de los círculos y demuestran que no estamos ante una simple coincidencia, sino que son reales.


Análisis de la varianza de dos canales de datos del WMAP, demostrando que los círculos son estadísticamente significativos (Penrose et al.).

No soy cosmólogo, así que no me voy a meter en el proceloso aspecto teórico de la evidencia, pero a mi modo de ver el problema del análisis de Penrose es que quizás no han tenido debidamente en cuenta la posible contaminación de los datos debida a fuentes no cosmológicas situadas en primer plano. Tampoco parece que se haya sopesado convenientemente la variación en la proporción señal-ruido de los instrumentos del WMAP según la región del cielo. El que los autores hayan encontrado el mismo patrón en los datos BOOMERanG98 -obtenidos por otro instrumento distinto a WMAP- no excluye que estemos ante los efectos de alguna fuente ajena al CMB. Por otro lado, los anillos podrían ser reales y sin embargo no tener nada que ver con un universo cíclico.

En definitiva, de ser reales, los círculos de Penrose y Gurzadyan serían todo un bombazo cosmológico, pero todavía debemos esperar para confirmar su existencia. Esperemos que Planck nos saque de dudas en un futuro no muy lejano.

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