Hace unos 13.800 millones de años, el Universo que conocemos irrumpió violentamente como consecuencia de una gran explosión, el Big Bang. En menos de lo que dura un abrir y cerrar de ojos, el Cosmos se expandió de manera exponencial, extendiéndose hasta un punto que ni siquiera los mejores telescopios actuales son capaces de ver. Es lo que se conoce como inflación cósmica, cuya evidencia directa acaba de ser anunciada por primera vez.

La clave está en las ondas gravitacionales primordiales codificadas en la radiación de fondo que continúa expandiéndose por el espacio hasta el día de hoy.

Un amplio equipo de investigadores, liderados por el Centro Harvard-Smithsonian para la Astrofísica,ha dado a conocer, en una rueda de prensa precedida por una gran expectación, la primera detección de las ondas gravitacionales, pequeñas deformaciones en el tejido del espacio-tiempo que se transmiten a la velocidad de la luz y recorren todo el Cosmos. Descritas como los «primeros temblores del Big Bang», su hallazgo es considerado el «santo grial» de la Cosmología.

Estas ondas, predichas por la teoría general de la relatividad de Einstein, han sido descubiertas por el Telescopio BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), instalado en el Polo Sur y que estudia la radiación cósmica de fondo (CMB), el débil resplandor que aún nos llega de la gran explosión. Oculto bajo ese mapa se encontraba también la «firma» de las tan perseguidas ondas gravitacionales. El hallazgo ha sido posible gracias al «truco» de medir un tipo muy especial de polarización de la luz, llamada «en modo B». Estas ondas comprimen el espacio a medida que viajan, y esta compresión produce un patrón distinto en el fondo cósmico de microondas.

Imagen de las ondas gravitacionales arrojadas por el estudio de BICEP2.

«Las implicaciones que puede tener esta detección son asombrosas», asegura Jamie Bock, profesor de física en Instituto de Tecnología en Pasadena (Caltech), investigador en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA y coautor del estudio. «Estamos midiendo una señal que viene de la noche de los tiempos».

De hecho, los investigadores se sorprendieron al detectar una señal de polarización en modo B considerablemente más fuerte de lo que muchos cosmólogos esperaban. Las observaciones demuestran que las ondas gravitacionales fueron creadas en abundancia durante los primeros años de la inflación del Universo.

Modelos computarizados indican que el universo se expandió por 100 trillones de trillones de veces en .0000000000000000000000000000000001 (10 a la menos 34) segundos después de la explosión del Big Bang hace 13.8 billones de años.

Para realizar la detección, los científicos examinaron una escala espacial que abarca aproximadamente de uno a cinco grados (de dos a diez veces el ancho de la Luna llena), lo que les permitió reunir los fotones de una amplia franja del fondo cósmico de microondas en un área del cielo en la que se puede ver claramente a través de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Para ello, el equipo viajó al Polo sur para aprovechar el aire frío, seco y estable. «El Polo Sur es lo más cercano que puedes llegar al espacio sin dejar de estar en el suelo», afirma Johan Kovac, del Centro Harvard Smithsonian de Astrofísica e investigador principal de BICEP2. Para realizar las mediciones, fue ideada una tecnología completamente nueva, una cámara en una placa de circuito impreso que incluye una antena para enfocar y filtrar la luz polarizada.

El sol se pone detrás de BICEP2 (en primer plano) y el Telescopio del Polo Sur (en el fondo).

El equipo analizó los datos de más de tres años en un esfuerzo para descartar cualquier error. También consideraron que la presencia de polvo en nuestra galaxia podría producir el patrón observado, pero los datos sugieren que esto es altamente improbable. «Ha sido como buscar una aguja en un pajar, pero en su lugar nos encontramos con una barra de hierro», explica Clem Pryke, de la Universidad de Minnesota, coautor de la investigación.

Para el teórico Avi Loeb, de Harvard, «este trabajo ofrece nuevas pistas sobre algunas de nuestras preguntas más básicas : ¿Por qué existimos? ¿Cómo empezó el universo? Estos resultados no sólo son una prueba irrefutable de la inflación, sino que también nos dicen que la inflación tuvo lugar y lo poderoso que fue el proceso». Mar Kamionkowski, uno de los físicos teóricos que predijo la existencia de las ondas gravitacionales, actualmente en la Universidad Johns Hopkins, asegura que el descubrimiento «es una poderosa evidencia de la inflación. Ahora hemos aprendido que las ondas gravitacionales son abundantes (...) Esto es un avance notable en la cosmología».