El Big Bang no fue tan ruidoso

La conclusión alcanzada por los científicos de LIGO (Laser Inteferometer Gravitational-Wave Observator) y Virgo (Variability of solar IRradiance and Gravity Oscillations), analizando los datos recogidos entre 2005 y 2007, es que el Big Bang no fue tan ruidoso. El objetivo de Virgo y LIGO es detectar las ondas gravitacionales emitidas durante el Big Bang, lo que constituye con la conocida contraparte de microondas, el fondo de radiación cósmica.

Como sucede a veces, un resultado científico ha sido obtenido al no detectar el fenómeno objetivo del experimento. El argumento es el siguiente: al no haber capturado cualquier señal de onda gravitacional (GW) con la actual sensibilidad del interferómetro, podemos poner límites máximos a la amplitud de ondas gravitacionales emitidas durante el Big Bang.

Un fondo de onda gravitacional estocástico (proceso cuya evolución en el tiempo es aleatoria) se espera que impregne todo el cosmos, como resultado de la superposición de un gran número de fuentes astrofísicas no resueltas y de las ondas gravitacionales cosmológicas emitidas durante los primeros instantes de la vida del Universo. La detección de este último componente es muy importante ya que brinda la información más primordial: la onda gravitacional se puede disociar de los otros componentes del universo a la densidad alcanzada una fracción de segundo después del Big Bang. El conocido fondo de microondas se disocia sólo alrededor de 400.000 años más tarde, y aporta información fundamental pero tardía, manteniendo al mismo tiempo parte de la memoria de la evolución anterior.

La medición limita la densidad de energía del fondo de onda gravitacional estocástico, en la banda de frecuencia de alrededor de 100 Hz, a menos de una fracción de 6,9 x10^-6 de la densidad de energía crítica del Universo. Con este límite pueden ser excluidos modelos cosmológicos exóticos y los mecanismos de emisión, mientras otros más "convencionales" mantienen su validez. Debido a su importancia este resultado ha sido aceptado para su publicación y apareció en la edición del 20 de agosto de Nature. Además de informar uno de los primeros resultados experimentales sobre el fondo de onda gravitacional estocástico, este documento tiene otras peculiaridades, como ser firmado por más de 700 investigadores, pertenecientes a más de 70 instituciones procedentes de una docena de países diferentes.

Primera actualización completa

La colaboración en todo el mundo de los detectores de onda gravitacional es muy importante para alcanzar la "certeza" para detectar ondas gravitacionales. En 2007, Virgo y LIGO iniciaron juntos un período de cuatro meses de toma de datos. Para tener éxito, también se decidió mejorar los detectores de onda gravitacional a través de un plan coordinado.

La primera etapa de mejora se acaba de terminar y una nueva toma de datos se ha iniciado, de un año de duración o más, con períodos intercalados para la futura modernización y puesta en marcha.

El progreso en la sensibilidad puede expresarse diciendo que el "horizonte" de Virgo en 2007 fue de alrededor de 13 millones de años luz, y ahora es más de 26 millones de años luz. Llamamos horizonte a la máxima distancia de coalescencia de una estrella de neutrones binaria (con orientación media) con una buena relación señal-ruido. Ser capaz de escuchar dos veces más lejos significa ser capaz de explorar un volumen ocho veces más grande del Universo.

Sin embargo, la mejor estimación de la probabilidad de detectar una buena señal en un año completo de datos se mantiene muy por debajo del 10 por ciento. Es por eso que es necesaria una nueva actualización. El plan de la segunda y definitiva actualización ha sido aprobado y financiado por Advanced LIGO. La aprobación formal de Advanced LIGO está en curso y los fondos ya se han puesto a disposición para los gastos a principios de 2009.

El mayor impulso dado por el Virgo franco-italiano se está haciendo más internacional: Los Países Bajos han sido miembro durante algunos años, mientras que Hungría y Polonia se están uniendo al esfuerzo. La "avanzada" o "segunda generación" de interferómetros debe completarse en 2015 para dar nacimiento a la astronomía gravitacional.

Documento fuente:
• The Big Bang was not so loud

Más información en:
• European Gravitational Observatory (EGO)
• Virgo

Imagen
European Gravitational Observatory. Crédito: EGO