Por primera vez, físicos teóricos han calculado la señal de fuentes específicas de ondas gravitatorias que emergieron fracciones de segundo después del Big Bang, conocidas como oscilones.

La fuente de la señal es un fenómeno cosmológico perdido desde hace mucho tiempo llamado “oscilon”. La revista Physical Review Letters ha publicado los resultados, correspondientes a un estudio de la Universidad de Basilea (Suiza).

Aunque Albert Einstein ya había predicho la existencia de ondas gravitacionales, no fueron probada hasta el otoño de 2015, cuando detectores altamente sensibles recibieron las ondas formadas durante la fusión de dos agujeros negros.

Las ondas gravitacionales son diferentes de todas las otras ondas conocidas. A medida que viajan a través del universo, se encogen y estiran el continuo espacio-tiempo; En otras palabras, distorsionan la geometría del espacio mismo. Aunque todas las masas aceleradoras emiten ondas gravitacionales, éstas sólo pueden medirse cuando la masa es extremadamente grande, como ocurre con los agujeros negros o las supernovas.

Las ondas gravitacionales transportan información desde el Big Bang. Sin embargo, las ondas gravitacionales no sólo proporcionan información sobre los principales eventos astrofísicos de este tipo, sino que también ofrecen una visión de la formación del universo mismo.

Para aprender más acerca de esta etapa del universo, Stefan Antusch y su equipo del Departamento de Física de la Universidad de Basilea están llevando a cabo investigaciones sobre lo que se conoce como el fondo estocástico de las ondas gravitatorias.

Este fondo consiste en ondas gravitacionales de un gran número de fuentes que se superponen entre sí, produciendo conjuntamente un amplio espectro de frecuencias. Los físicos de la Universidad de Basilea calculan los rangos de frecuencia e intensidades predichas para las ondas, las cuales pueden ser probadas en experimentos.

Un universo altamente comprimido

Poco después del Big Bang, el universo que vemos hoy era todavía muy pequeño, denso y caliente. “Imagínate algo del tamaño de un fútbol”, explica Antusch. Todo el universo estaba comprimido en este espacio muy pequeño, y era extremadamente turbulento. La cosmología moderna supone que en ese momento el universo estaba dominado por una partícula conocida como inflaton y su campo asociado.

El inflaton sufrió fluctuaciones intensas, que tenían propiedades especiales. Formaron grumos, por ejemplo, haciendo que oscilaran en regiones localizadas del espacio. Estas regiones se denominan oscilones y se pueden imaginar como ondas estacionarias. “Aunque los oscilones han dejado de existir hace mucho tiempo, las ondas gravitatorias que emiten son omnipresentes – y podemos usarlas para mirar hacia el pasado más que nunca”, dice Antusch.

Usando simulaciones numéricas, el físico teórico y su equipo fue capaces de calcular la forma de la señal del oscilon, que se emitió sólo fracciones de segundo después del Big Bang. Aparece como un pico pronunciado en el espectro de lo contrario bastante amplio de las ondas gravitatorias.

“No habríamos pensado antes de nuestros cálculos que los oscilones podrían producir una señal tan fuerte a una frecuencia específica”, explica Antusch en un comunicado. Ahora, en un segundo paso, los físicos experimentales deben demostrar realmente la existencia de la señal usando detectores.

Fuente: europapress.es