Los astrónomo han hecho la mejor radiografía hasta el momento de los 5 primeros minutos del Universo

Aunque parece que el Big Bang como origen del Universo es una de las ideas más aceptadas de la ciencia, ni siquiera los astrónomos se ponen de acuerdo. Aunque muchos expertos consideran que es la teoría que más problemas cosmológicos resuelve de golpe, otros creen que hay demasiadas piezas que no cuadran. Para saber qué pasó exactamente, lo mejor sería viajar a los albores del Universo y estudiar lo que ocurrió. Pero claro, no es sencillo. Generalmente, los cálculos que se han hecho al respecto tienen un porcentaje de incertidumbre que invita mucho a la cautela. 

Por eso, que unos científicos hayan logrado determinar lo que pasó en los primeros 5 minutos del Universo con solo un 0,5% de incertidumbre es todo un hito. Aunque, de nuevo, otro hito que hay que tomar con cautela. Así es la astronomía.

Tres chivatos del nacimiento del Universo. Hay tres fenómenos que los científicos han tenido en cuenta para estudiar cómo fueron los primeros momentos del Universo: la radiación de fondo de microondas, la expansión del Universo y el helio primordial. Los dos primeros se han estudiado bastante. Sin embargo, el tercero, aunque se ha calculado, no ha recibido tanta atención por parte de los astrónomos. Además, quienes sí lo habían medido habían obtenido cálculos con demasiada incertidumbre. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota ha encontrado una forma mucho más precisa de calcularlo. 

Mejor pocas galaxias que muchas. Normalmente, los cálculos del helio primordial se hacen analizando muchas, con baja metalicidad, y extrapolando sus datos a lo que ocurriría en las galaxias con metalicidad cero. En astronomía se conocen como metales todos los elementos que no sean ni hidrógeno ni helio, por lo que cuanto más primitiva es una galaxia, menos metalicidad tiene. El problema es que esa extrapolación no es sencilla, de ahí que se genere tanta incertidumbre. Por eso, estos científicos quisieron seleccionar unas pocas galaxias, pequeñas y con metalicidad bajísima, de manera que puedan verse como una cápsula del tiempo. 

Nuevos instrumentos. Eligieron 15 galaxias, pero había un problema. Al ser tan pequeñas, no podían analizarse a fondo con los telescopios disponibles. Por eso, recurrieron a los espectrógrafos MODS, desarrollados en la Universidad Estatal de Ohio. Según declaraciones de los autores del estudio, este instrumento se había diseñado para algo así, así que era ideal para romper por fin con la incertidumbre de los primeros minutos del Universo.

Gracias a él, detectaron 10 líneas espectrales asociadas al helio y 15 relacionadas con el hidrógeno, que ya se conocían, pero no se habían podido estudiar en profundidad con la extrapolación de galaxias grandes. Así, se corrigieron pequeños errores y se pudo hacer un dibujo más preciso de los primeros minutos del Big Bang, con solo un 0,5% de incertidumbre.

25% de helio. Las teorías sobre el Big Bang y los instantes posteriores señalan que, con las altísimas temperaturas que se generaron justo después, se forman primero unas partículas llamadas quarks y después protones y neutrones. La fusión de estos daría lugar a deuterio, que luego colisiona con más protones, neutrones o deuterio y se convierte en helio. Sin embargo, en los momentos iniciales del Big Bang, las temperaturas serían tan extremas que habría demasiada energía y se destruiría el deuterio. En cuanto la temperatura se redujo un poco, pudo comenzar a producirse, pero llegó un momento en que fue demasiado fría para que pudiese continuar la reacción. 

Todo esto dura unos 3-5 minutos, según las fuentes. Al menos, es lo que decían las hipótesis existentes. Con el tiempo, los niveles de helio se alterarían por el nacimiento de estrellas, pero en esos instantes iniciales, el helio sería una consecuencia del Big Bang. Ahora, gracias a este nuevo estudio, la hipótesis cobra fuerza, pues se detectó un 25% de masa en forma de helio en esos primeros minutos. Es lo que decían los cálculos y ahora también lo que han observado los espectrógrafos. 

Punto a favor del Modelo Estándar de la Física. Evan Skillman, uno de los autores del estudio, ha mencionado que este es posiblemente uno de los hallazgos más importantes de sus 40 años de carrera. Y es que, al medir con tan poca incertidumbre lo que ocurrió en los primeros cinco minutos del Universo, se apoya lo que dice el Modelo Estándar de la Física. Las observaciones le dan la razón a quienes hicieron las predicciones basándose solo en cálculos. 

Imagen | ESA and the Planck Collaboration

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