Imagina poder retroceder en el tiempo, no cientos ni miles de años, sino miles de millones de años, hasta llegar a los comienzos mismísimos del Universo. Esta hazaña, que parece sacada de una novela de ciencia ficción, es precisamente lo que hace nuestra invitada de hoy en “Hablando con Científicos”, Irene Abril Cabezas, estudiante de doctorado en la Universidad de Cambridge. Irene, al igual que muchos otros científicos, estudia el Fondo Cósmico de Microondas (FCM), una especie de luz residual generada momentos después del Big Bang, el evento cataclísmico que marcó el nacimiento del cosmos.

Hace aproximadamente 13.8 mil millones de años, el Universo era un punto infinitesimalmente pequeño, extremadamente caliente y denso. De este punto surgió el Big Bang, expandiendo el Universo a una velocidad inconmensurable. En esos primeros momentos, el Universo era una sopa espesa de partículas subatómicas y radiación, demasiado caliente y densa para que la luz viajara libremente. A medida que el Universo se expandía, también se enfriaba. Unos 380,000 años después del Big Bang, el Universo se enfrió lo suficiente como para hacerse transparente a la radiación electromagnética, permitiendo que la luz viajara libremente a través del espacio.

La radiación liberada en aquel entonces se fue modificando a medida que el universo se expandía y enfriaba, llegando hasta nosotros como un eco del pasado que denominamos Fondo Cósmico de Microondas (FCM). Esta radiación residual del Big Bang ha encontrado en su camino galaxias, estrellas, polvo cósmico, y un tipo de materia invisible pero real que conocemos como materia oscura. Hoy, contamos con instrumentos astronómicos capaces de captar el FCM procedente de todas las direcciones del Universo, y los científicos comprueban que no es uniforme en todas direcciones, sino que varía, afectado por la materia que ha encontrado en su camino.

Cuando la luz de un objeto distante, como el FCM, pasa cerca de una distribución masiva de materia, como una galaxia o un cúmulo de galaxias, la gravedad de esta materia desvía la trayectoria de la luz, actuando como una “lente” que puede distorsionar, amplificar o multiplicar la imagen del objeto de fondo. En el contexto del FCM, esta lente gravitacional puede cambiar sutilmente la distribución aparente de las temperaturas que observamos.

Al estudiar cómo se distorsiona la Radiación Cósmica de Fondo, los cosmólogos pueden inferir la distribución de la materia oscura en el Universo. Esto es crucial para entender la estructura a gran escala del cosmos y la evolución del Universo.

Irene Abril Cabezas realiza su tesis doctoral, bajo la dirección del profesor Blake Sherwin de la Universidad de Cambridge, en temas relacionados con la formación de lentes del fondo cósmico de microondas. Este trabajo se lleva a cabo como parte de las colaboraciones del Atacama Cosmology Project y el Simons Observatory. Su investigación está financiada por la Fundación “Mauricio y Carlota Botton” y el Cambridge Trust.

Créditos de las imágenes:

Fig 1.
Mapa de materia oscura realizado por el Telescopio de Cosmología de Atacama (Atacama Cosmology Telescope, en inglés). Las regiones en naranja y en morado muestran lugares donde hay más y menos materia, respectivamente. Estas regiones tienen tamaños típicos de cientos de millones de años luz. En color gris/blanco se muestra dónde el polvo de nuestra propia galaxia, medido por el telescopio Planck, contamina los datos y no nos permite medir con precisión la distribución de materia oscura.
Créditos: ACT Collaboration

Fig 2.
El Telescopio de Cosmología de Atacama
Créditos: Mark Devlin