Desde Estocolmo, Michel Mayor, Didier Queloz y James Peebles fueron anunciados por la Academia Sueca como ganadores del Premio Nobel de Física 2019, responsables del descubrimiento de los primeros planetas fuera del sistema solar. El tercero es uno de los padres de la cosmología moderna, quien realizo importantes predicciones de la teoría del Big Bang.

“El premio para Peebles es más que merecido, su trabajo teórico  permitió entender el universo y tener el modelo cosmológico que tenemos”, asegura la doctora Mariana Vargas Magaña, investigadora del Instituto de Física de la UNAM y especialista en cosmología.

Aunque no es el único que ha contribuido a este entendimiento universal, y él mismo lo ha dicho en entrevistas, pues son piezas que se van acumulando, Peebles aportó al estudio de la radiación cósmica de fondo, una de las observaciones más importantes. El galardonado abonó al modelado de la radiación cósmica de fondo.

Para entender la magnitud de sus contribuciones, la doctora Vargas Magaña explica: “En nuestra visión moderna del Universo; se está expandiendo. Esa expansión se documentó desde los años 20, cuando un grupo de astrónomos hizo las observaciones que indicaban que las estrellas que estaban midiendo, se alejaban de nosotros”. Cuando extrapolamos esto al pasado, lo que tenemos es que el Universo era más caliente y denso. En ese entonces, la materia ordinaria estaba interactuando de forma intensa con la radiación (o fotones); es decir, que los núcleos atrapan un electrón y forman un átomo de hidrogeno; cuando llega un fotón, se desprende el electrón y otra vez queda el núcleo deambulando.

Esta interacción intensa se llama plasma y aquí trabajan dos fuerzas, la gravitacional, que hace que la materia se junte y colapse, y la radiación, que hace que esto no suceda. Esto genera una oscilación. Después, el plasma se enfría hasta llegar a un punto que no tiene energía suficiente y no interactuará más como materia.

“Esto es a lo que llamamos radiación cósmica de fondo, una radiación que fue emitida muy al inicio de la historia del Universo y que nos está trayendo información de ese pasado muy caliente y denso del universo”.

La especialista asegura que esto es importante porque se trata de una fotografía de cómo era el Universo hace tiempo, “esa luz ha viajado todo este tiempo con información del pasado y estudiando estos fotones en nuestros días podemos hacer mediciones”.

Con estos fotones se ha estudiado, por ejemplo, la temperatura promedio, estas pequeñas fluctuaciones tienen impresa la huella del estado oscilatorio y con eso estamos aprendiendo sobre el contenido del Universo. “Es una fuente rica de información que nos permite poner a prueba nuestros modelos de cosmología y definir un modelo”.

El doctor Peebles, entonces, fue de los primeros personajes que describió cómo veríamos el espectro de estas fluctuaciones de temperatura y después de las observaciones se demostraría que ese patrón de picos y valles que predijo en su momento, en efecto, es lo que observamos. “Ha sido uno de los pilares que ha embonado muchos de los aspectos teóricos del modelo cosmológico estándar”, comparte la especialista.

México tiene trabajo en la materia

La forma del espectro de fluctuaciones de temperatura de la radiación de fondo cósmico está definido por la física de las oscilaciones acústicas de las que hablábamos antes y que generan un patrón oscilatorio que nos permite tener información del Universo. Esta misma huella de oscilaciones acústicas también queda impresa en la materia ordinaria y se estudia por medio de las oscilaciones acústicas de bariones con experimentos diseñados para investigar la energía oscura, en este sentido, México tiene una participación importante.

Hoy, un grupo de investigadores mexicanos participa en dos experimentos, uno adscrito al programa Sloan Digital Sky Survey/extended Baryonic Spectroscopic Survey (eBOSS), con una colaboración internacional de más de 500 personas y que ya terminó de tomar datos, se está haciendo el análisis final y se publicará en enero del 2020.

El segundo es el Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), un experimento de cuarta generación que requiere nueva tecnología y que va a revolucionar el tipo de mediciones que se hacen respecto a lo que tenemos hoy en día, con una precisión 10 veces mayor que nos va a permitir distinguir entre diferentes modelos de energía oscura y entender mejor nuestro universo.

La doctora Vargas Magaña asegura que éste es un premio a la cosmología, “es una celebración a toda la gente que contribuye todos los días, son miles de personas trabajando en diversos experimentos que tienen como mismo objetivo un mayor entendimiento del Universo”.

Premio compartido

Otra área de la física que ha dado mucha información es el estudio de planetas extrasolares. En los últimos años ha sido uno de los campos más activos y competitivos de la astronomía. Hasta hace menos de 30 años, era sólo un planteamiento teórico.

En 1995, los suizos Mayor y Queloz descubrieron el primer planeta extrasolar en torno a una estrella “normal”. Hoy hay un registro de al menos 4,000 exoplanetas en la Vía Láctea. El siguiente paso es estudiar sus atmósferas e investigar si en ellas existe algún tipo de actividad biológica.

El Nobel de Física fue anunciado en el segundo día de revelaciones. Aparte del reconocimiento, otorga nueve millones de coronas suecas, equivalentes a 20 millones 210,000 pesos. Quedan por develarse el premio de Química, Literatura, de la Paz y, finalmente, el de Economía, que se anunciará el lunes de la semana próxima.

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