La luz sobrante del universo joven tiene un defecto importante y no sabemos cómo solucionarlo. Es el punto frío. Es demasiado grande y demasiado frío. Los astrónomos no están seguros de qué es, pero en su mayoría coinciden en que vale la pena investigarlo.
El fondo cósmico de microondas (CMB) se generó cuando nuestro universo tenía sólo 380.000 años. En ese momento, nuestro cosmos era aproximadamente un millón de veces más pequeño de lo que es hoy y tenía una temperatura de más de 10.000 kelvin (17.500 grados Fahrenheit o 9.700 grados Celsius), lo que significa que todo el gas era plasma. Como el universo se expandió, se enfrió y el plasma se volvió neutral. En el proceso, liberó un torrente de luz al rojo vivo. Durante los miles de millones de años transcurridos desde entonces, esa luz se ha enfriado y estirado a una temperatura de alrededor de 3 kelvin (menos 454 F o menos 270 C), colocando esa radiación firmemente en la banda de microondas de la espectro electromagnético.
El CMB es casi perfectamente uniforme, pero hay pequeñas diferencias de temperatura de aproximadamente 1 parte por millón, y esas imperfecciones, que parecen manchas de diversas formas y tamaños, son la parte más jugosa. No podemos predecir exactamente cuáles serán las fluctuaciones, qué puntos exactos serán fríos y cuáles calientes. Esto se debe a que la luz que estamos viendo proviene de una parte del universo que ahora está alejada de la vista observable.
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Esto significa que tenemos que confiar en las estadísticas para entender el CMB. No podemos decir qué manchas aparecerán y dónde; Sólo podemos usar la física para comprender el tamaño promedio de las manchas y qué tan calientes o frías pueden ser, en promedio.
el punto frio
Casi todo con el CMB está muy bien. Entendemos de dónde vienen las manchas y, a lo largo de las décadas, hemos construido telescopios cada vez más refinados y satélites para verlo mejor. De hecho, la detección y medición del CMB es uno de los mayores éxitos de la ciencia.
Y luego está el punto frío.
Ahora hay muchos puntos fríos en el CMB. Pero hay uno… el punto frío: eso se destaca. Incluso destaca visualmente. Si miras un mapa del CMB, donde toda la esfera del cielo está comprimida en una forma extraña y vagamente ovalada, está hacia abajo y un poco a la derecha. En el cielo está en dirección a la constelación de Eridanus.
El punto frío es extrañamente frío. Dependiendo de cómo se defina el borde del lugar, es aproximadamente 70 microkelvins más frío que el promedio, en comparación con el punto frío promedio común y corriente que es solo 18 microkelvins más frío que el promedio. En sus partes más profundas, hace 140 mikelvins más frío que el promedio.
También es grande: unos 5 grados de ancho, lo que no parece mucho, pero son unos 10 grados. lunas llenas alineados uno al lado del otro. La mancha promedio en el CMB es inferior a 1 grado. Así que no sólo es extrañamente frío sino también extrañamente grande.
Aquí es donde las cosas se ponen complicadas. Es fácil ver el punto frío. Los astrónomos lo detectaron por primera vez con NASALa sonda de anisotropía de microondas Wilkinson a principios de la década de 2000, y la Agencia Espacial EuropeaEl satélite Planck confirmó la existencia del punto frío. Así que no fue sólo una casualidad del instrumento, un error de medición o alguna extraña interferencia alienígena: es algo real.
Esto lleva a otra pregunta: ¿nos importa?
No podemos decir con certeza qué manchas aparecerán en el CMB y dónde; Sólo obtenemos información estadística. Ha habido muchos idas y venidas sobre esto, pero el consenso general es que sí, no deberíamos esperar razonablemente que el punto frío sea tan grande y tan frío simplemente por casualidad, según nuestra comprensión de la física. del universo anterior, simplemente está demasiado fuera de lugar.
Sí, ocasionalmente deberían aparecer puntos grandes y fríos al azar, pero nuestras posibilidades de ver uno solo por pura probabilidad aleatoria son menos del 1% (y podrían ser mucho más bajas, dependiendo de a quién le preguntes). Entonces, aunque podríamos decir que tuvimos mucha mala suerte y tuvimos un punto frío, es bastante raro que requiera más atención.
Por lo tanto, no es un error de medición y probablemente no sea una casualidad. ¿Así que qué es lo?
El debate candente
La explicación preferida para la extraña naturaleza del punto frío es que se debe a un gigantesco vacío cósmico que se encuentra entre nosotros y el CMB en esa dirección. Los vacíos cósmicos son grandes parches de casi nada. Pero a pesar de esa nada, influyen en la luz CMB, y eso se debe a que los vacíos están evolucionando.
Cuando la luz del CMB entra por primera vez en un vacío, gana un poco de energía a medida que pasa de un entorno de alta densidad a un entorno de baja densidad. En un universo perfectamente estático, la luz perdería una cantidad equivalente de energía cuando saliera por el otro lado. Pero debido a que los vacíos están cambiando, cuando la luz entra por primera vez, el vacío puede ser relativamente pequeño y poco profundo, y por tiempo se va, el vacío es grande y profundo.
Esto conduce a una pérdida general de energía de la luz CMB que cruza el vacío, un proceso conocido como efecto Sachs-Wolfe integrado.
Entonces, un vacío gigante podría explicar el punto frío, pero hay un problema: no estamos seguros de si realmente hay un vacío gigante en esa dirección. Tenemos mapas y estudios de galaxias en esa parte del cielo, pero todos están incompletos de alguna manera; O no capturan todas las galaxias o no abarcan todo el volumen del supuesto vacío. Así que esto también ha tenido importantes vaivenes en la literatura, con algunos grupos afirmando identificar un supervacío y otros diciendo que no hay nada especial allí.
Además, incluso si hubiera un supervacío en esa dirección, no está claro si produciría un efecto lo suficientemente fuerte como para crear el punto frío que vemos.
Esta ambigüedad deja espacio para algunas propuestas innovadoras, como la idea de que el punto frío es un punto de intersección remanente entre nuestro universo y uno vecino. Pero ni siquiera esa hipótesis logra explicar todas las propiedades del punto frío.
¿El punto frío invalida la Big Bang? Absolutamente no. ¿Vale la pena investigarlo? Casi con certeza. ¿Alguna vez descubriremos de manera concluyente qué es? Tal vez no.
Así es la ciencia. Nunca es perfecto y siempre hay alguna pequeña espina clavada en alguna teoría. A veces, esas espinas florecen para revelar nuevos tipos de CC.TT., a veces esas espinas simplemente se marchitan a medida que los científicos los van cortando lentamente y, a veces, simplemente se quedan ahí, nunca completamente resueltas, nunca completamente respondidas, pero nunca alcanzando el nivel de necesitar más. atención.
De cualquier manera está bien para mí. ¿Por qué? Porque nada es perfecto en este universo, ni siquiera nuestras descripciones del mismo.