La pregunta más importante

El fondo cósmico de microondas es luz que todavía atravesaba el universo desde los primeros momentos después del Big Bang. Debido a que la luz transporta información sobre el nacimiento del universo, los científicos han construido instrumentos increíblemente complejos para mapear la luz desde naves espaciales y desde la Tierra, tanto en la Meseta de Atacama de Chile como en la Estación del Polo Sur de la NSF.

Pero necesitamos construir una nueva generación de telescopios para responder a las preguntas más importantes, como por ejemplo si nuestro universo comenzó con un estallido de expansión al principio de los tiempos, conocido como inflación, que habría extendido las fluctuaciones de la mecánica cuántica infinitesimales hasta los primeros tiempos. la semilla de todas las estructuras del universo actual.

CMB-S4 involucrará telescopios en dos ubicaciones: un telescopio grande y nueve telescopios pequeños en la Antártida, y dos telescopios grandes en las montañas de Chile. Cada sitio juega un papel importante en el logro de los objetivos científicos del proyecto.

El telescopio de Chile realizará un amplio estudio del cielo, tratando de capturar una imagen más completa y precisa del fondo cósmico de microondas y, a través de él, ayudarnos a comprender la evolución y distribución de la materia en el universo. El proyecto también podría buscar evidencia de partículas de luz “heredadas” que muchos teóricos creen que pudieron haber existido en el universo primitivo. CMB-S4 también debería proporcionar pistas sobre la naturaleza del misterioso objeto conocido como materia oscura energía oscura eso es lo que acelera la expansión del universo.

Mientras tanto, los telescopios de la Estación del Polo Sur de la NSF observarán partes del cielo más profundas y continuas. “El Polo Sur es el único lugar que permite a los telescopios ver un punto en el cielo de forma continua, porque es en este polo donde gira toda la Tierra”, explicó Jeff Zivick, subdirector del proyecto CMB-S4.

Esto permitirá al telescopio buscar evidencia de las llamadas ondas gravitacionales primordiales: ondas en el espacio-tiempo que se crearían si el universo literalmente explotara fuera del espacio mucho más pequeño que una sola partícula subatómica. Estas ondas interactuarían con el fondo cósmico de microondas, creando una firma distinta pero muy tenue.

Este es un objetivo ambicioso. “En muchos sentidos, la teoría de la inflación parece buena, pero la mayor parte de la evidencia experimental es circunstancial”, dijo Jim Strait, físico del Laboratorio de Berkeley y director del proyecto CMB-S4. “Encontrar ondas gravitacionales primordiales sería lo que algunos llaman la ‘prueba irrefutable’ de la inflación”.

Las ondas gravitacionales primordiales también son evidencia que conecta la fuerza de gravedad con las leyes de la mecánica cuántica. Se ha producido una discrepancia entre las dos teorías, una válida en las escalas más grandes del universo y la otra en las escalas más pequeñas. molestó a los científicos durante décadas.