Sacudidas justo tras el Big Bang podrían ser detectables hoy

Estas sacudidas habrían chocado entre sí para generar ondas gravitacionales que son lo suficientemente grandes como para ser detectadas por detectores de ondas gravitatorias de hoy en día, aunque sus bajas frecuencias no han sido sintonizadas aún.

Los físicos, UE-Li Pen, del Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica en Toronto, y Neil Turok, del Instituto Perimeter de Física Teórica en Waterloo, han publicado un estudio sobre estas sacudidas en el universo temprano y sus secuelas en Physical Review Letters.

Como explican los científicos, el modelo más ampliamente apoyado de los inicios del universo es uno con un fondo dominado por la radiación que es casi perfectamente homogéneo, a excepción de algunas pequeñas ondas, o perturbaciones, en la radiación.

En el nuevo estudio, Pen y Turok han demostrado teóricamente que algunas de estas pequeñas perturbaciones, que son ondas de baja amplitud, se habrían amplificado formando ondas de gran amplitud, o sacudidas. Estos movimientos se habrían formado solamente a muy altas temperaturas, como las que se producen inmediatamente después del big bang.

Los físicos también mostraron que, cuando dos o más sacudidas chocan entre sí, generan ondas gravitacionales.

Los resultados sugieren que tanto los choques de sacudidas como la fusión de agujeros negros --como se detectó a principios de este año por el experimento del Observatorio de Ondas Gravitatorias Interferómetro Láser (LIGO)-- contribuyen al fondo de ondas gravitacionales. Algunos investigadores han especulado que los agujeros negros en fusión pueden haberse formado a partir de las mismas perturbaciones que crearon las sacudidas y, además, que los agujeros negros de este tamaño pueden constituir la materia oscura en nuestra galaxia.

Sin embargo, sería posible distinguir entre la fusión de agujeros negros y la colisión de sacudidas debido a que las ondas gravitacionales emitidas por éstas últimas serían detectadas a frecuencias mucho más bajas, ya que la longitud de onda habría sido estirada por la expansión del universo. Hoy en día las ondas gravitacionales de las sacudidas tendrían frecuencias de 3 nHz, en comparación con el régimen de 100 Hz en la que el experimento LIGO opera actualmente.

Sobre la base de su análisis, los científicos creen que los detectores de ondas gravitatorias actuales y prrevistos en el futuro serán capaces de detectar las frecuencias de las ondas gravitacionales emitidas por estas sacudidas.

Otra consecuencia interesante de este fenómeno en los inicios del universo es que sus interacciones habrían causado el giro del fluido que rodea la radiación, lo que genera vorticidad. Esto significa que los choques en los inicios del universo habrían generado entropía en un fluido de radiación de otra manera perfecto, en el que normalmente la entropía no puede aumentar.

La posibilidad de que los choques en los inicios del universo, podrían generar ondas gravitacionales, vorticidad y entropía podría ayudar a los científicos a resolver algunos de los enigmas más desconcertantes de los inicios del universo, como por qué el universo tiene más materia que antimateria, así como el origen de los campos magnéticos que se observan en muchos objetos astrofísicos.