miércoles, 26 de noviembre de 2008

EL ROSTRO DE DIOS (II) : LA HISTORIA




- El descubrimiento de la RCF fue un grandioso hito ya anticipado en la teoría, pero curiosamente puesto por primera vez en evidencia en un inesperado golpe casual que tocó la puerta de la ciencia en una historia muy anecdótica. Su existencia estaba ya desde 1948 en los cálculos predictivos de George Gamow, Ralph Alpher y Robert Herman - de la Universidad de Georgetown en Washintong - respaldando la teoría Big Bang emergida desde los años 20 y la que tuvo a fines de esa década un gran espaldarazo en el descubrimiento por Edwin Hubble del efecto Doppler, postulando que todas las galaxias se alejaban entre sí y cuanto más lejos más rápido lo hacían; especulaban que en caso de ser cierto el Big Bang, debía existir necesariamente este fósil radioactivo, y que buscando con suficiente detalle al espacio exterior se podría “ver” la temperatura equivalente propia de ese rescoldo primitivo, asignándole valores tentativos en el rango3 K a 30 K; esos eran tiempos de un prestigio solo especulativo, suspicaz y hasta filosofico para la incipiente teoría, en el mejor de los casos se pensaba que aún aceptando que esta radiación de fondo existiese no sería posible su detección experimental, así que por entonces tuvo una aceptación discreta.
- Pero fue entre 1964-1965 que los ingenieros de Bell Telephone, Arno Penzias y Robert Wilson, trabajaban en una gran antena de bajo ruido, de 15 metros de diámetro, para mejorar las telecomunicaciones espaciales por satélite, deseaban medir en la banda de las microondas, el ruido procedente de las galaxias en el plano perpendicular a su plano principal, cuando en sus ajustes finales, al tratar de interpretar las numerosas medidas de sus pruebas, detectaron que en cualquier dirección en que observaban, siempre aparecían una molesta y continua interferencia “temperatura de ruido” - una forma de medir intensidades de radiación muy débiles – de unos 3 K que persistía en toda dirección; inicialmente pensaron que habían cometido algún error en detalles de instalación física y creyendo que ahí estaba la fuente de error, examinaron la antena desmontándola por completo y hallaron nidos y excrementos de palomas, a los que creyeron culpables de esos molestos 3 K, se limpió y volvió a montar la antena y esta persistía difusamente y hasta parecía provenir de todo el cielo, examinaron de nuevo la antena, hallaron que las palomas habían vuelto, limpiaron de nuevo y midieron una vez más y los 3 K seguían apareciendo, nuevamente a examinar la antena, y las aves otra vez estaban allí, se les sacrificó, repitieron la medida ¡y los 3 K seguían inmutables!.
- Ambos, profanos en cosmología querían ya rendirse y admitir que había algo idiopático en sus medidas que no sabían explicar - sin saberlo aún habían detectado la radiación cósmica de fondo, las microondas fósiles remanentes del Big Bang - fue alguna vez que comentaron el traspié con algunos colegas, y uno de ellos, Bernard Burke, les comentó que había oído hablar a un físico teórico de Princeton, James Peebles, en una conferencia “algo sobre una radiación” de rescoldo del Big Bang y que debería aparecer como una temperatura de ruido cerca a los 10 K; Peebles junto a un colega Bob Dicke tenían en mente la sugerencia de George Gamow, relativo a que el universo original debió haber sido muy caliente y denso, para acabar blanco incandescente, Peebles y Dicke sostenían que aún deberíamos ser capaces de ver el resplandor de los inicios de universo, porque la luz proveniente de lugares muy distantes estaría alcanzándonos ahora y la expansión del universo implicaría que esta luz debería estar tan tremendamente desplazada hacia el rojo que nos llegaría hoy en día como radiación de microondas; Penzias y Wilson lo contactaron y recién comprendieron que ellos ya habían encontrado dicha radiación, y publicaron sus trabajos en un mismo número del Astrophysical Journal Letters.
- Era el descubrimiento y detección de la que desde entonces se ha denominado Radiaciòn de fondo cósmica, (RFC), fue hallazgo cúspide de la cosmología comparable al de la recesión de las galaxias de Hubble, era una estocada a favor del modelo Big Bang, el origen caliente del universo y en contra del modelo estacionario. Penzias y Wilson reciben por ello el premio Nobel de física en 1978 después de 13 años, en un reconocimiento controversial no solo por el hecho de la demora - explicable por el habitual rigor de la Real Academia Sueca de Ciencias en espera de la confirmación de la validez - sino por la no mención de la verdadera tarea interpretativa llevada a cabo por Peebles y Dicke.
- Aún con las mediciones a cuestas, para pensar que esa radiación tenía un origen cósmico de un universo formado hace 14 mil millones de años debía cumplir con algunas condiciones, como tener el espectro característico de un cuerpo en equilibrio térmico, una temperatura que se haya enfriado por la expansión, y ser homogénea e isotrópica excepto por muy pequeñas anisotropías.
- En 1948 Gamow, Alpher y Hermann predijeron y calcularon la temperatura de la RCF para el presente como de de 5 grados Kelvin y las medidas de Penzias y Wilson fueron de 3 grados Kelvin; pero como las mediciones de la experiencia de 1965 eran sensibles solo a una banda angosta del espectro electromagnético, no les fue posible establecer si la radiación detectada tenía efectivamente un espectro de cuerpo negro como lo predecía en detalle la teoría, ya experimentos posteriores como los de Woody y Richards de Berkeley hicieron mediciones a otras frecuencias y demostraron que la RCF era consistente con una radiación de cuerpo negro, pero aceptando errores experimentales que dejaban abierta la posible presencia de desviaciones en el espectro de la RCF no detectables con la tecnología de esos días.
- Entonces había que detallar con más precisión la forma exacta del espectro de la RCF se convirtió la siguiente tarea para poder establecer no sólo la naturaleza cosmológica de la RCF sino también para investigar si en el universo joven hubo mecanismos de recalentamiento tal como es previsto en algunos modelos teóricos, además al originarse en una gran masa caliente hace 15 mil millones de años podía echar luces sobre los mecanismos para la formación de las megaestructuras del universo que intrigaron desde siempre a cosmólogos, la RCF era como una piedra Rossetta esperando a un Champollion cósmico, visto el potencial que contenía, se necesitaba hacer una medición del espectro de la RCF y de hacer un mapa muy preciso de la temperatura de la RCF en todas las direcciones del espacio, entonces para ello se crearon misiones satelitales especiales, había que rastrear esos fantasmas en el espacio.