Hacia el interior de las ondas gravitacionales primordiales

Un análisis de datos que abarcan 29 órdenes de magnitud en la frecuencia de las ondas gravitacionales puede proporcionar información detallada sobre la física en el principio del cosmos

Las ondas gravitacionales, distorsiones en el espacio-tiempo que detectó por primera vez la Colaboración Científica LIGO en septiembre de 2015, son fundamentalmente distintas de las ondas electromagnéticas. Pero al igual que su contraparte electromagnética, pueden venir en una amplia gama de frecuencias. Diferentes experimentos para detectarlas se orientan a bandas de frecuencias específicas, cada una de las cuales se enlaza a fuentes de ondas particulares, como los dos agujeros negros en colisión que generaron la señal recibida por LIGO (los dos agujeros negros que protagonizaron el fenómeno se enuentran a unos 1.300 millones de años luz de nosotros, más o menos en la dirección general de la Gran Nube de Magallanes).  En un estudio que combina los datos a través de una franja sin precedentes de frecuencias de ondas gravitacionales, Paul Lasky de la Universidad de Monash, Australia, y sus colegas ahora ponen límites estrictos a una fuente que debe producir una señal en todos los experimentos: las fluctuaciones cuánticas en el principio del cosmos.

Los investigadores creen que una fracción de segundo después del Big Bang, las fluctuaciones cuánticas del campo gravitatorio se magnificaron por una rápida expansión del espacio llamado "inflación", generando un fondo primordial de ondas gravitacionales. Lasky y sus compañeros de trabajo juntaron los datos de varios experimentos que corresponden a impresiones directas o indirectas de este fondo. Abarcando 29 órdenes de magnitud en las frecuencias de ondas gravitacionales, estos datos incluyen observaciones de la radiación cósmica de fondo obtenida por el satélite Planck y el experimento BICEP2, de los tiempos de llegada de los pulsos de rotación de las estrellas de neutrones, y de los desplazamientos de los espejos de interferómetros basados en tierra como LIGO. Los datos combinados permitieron a los autores poner límites estrictos en la pendiente del espectro de energía del fondo, que cuantifica cómo la densidad de energía de las ondas varía con la frecuencia. A partir de estos límites fueron capaces de descartar los modelos exóticos de la inflación que producen grandes pendientes.

Esta investigación fue publicada en Physical Review X.

Traducido del artículo de Ana Lopes: "Synopsis: Homing in on Primordial Gravitational Waves" publicado en Physics.