¿Por qué las radiaciones de fondo de microondas cósmicas todavía existen incluso 13.7 miles de millones de años después del Big Bang?

¿Qué son las ondas gravitacionales?
La gravedad, según la teoría general de la relatividad de Einstein, es cómo la masa deforma la forma del espacio: cerca de cualquier cuerpo masivo, la estructura del espacio se curva. Pero esta curva no siempre se queda cerca del cuerpo masivo. En particular, Einstein se dio cuenta de que la deformación puede propagarse por todo el Universo, al igual que las ondas sísmicas se propagan en la corteza terrestre. Sin embargo, a diferencia de las ondas sísmicas, las ondas gravitacionales pueden viajar en el espacio vacío, y lo hacen a la velocidad de la luz.

Si pudieras ver una onda gravitacional de frente mientras se mueve hacia ti, lo verías alternativamente estirando y comprimiendo el espacio, en las direcciones arriba-abajo e izquierda-derecha (ver video).
¿Es la inflación lo único que puede producir ondas gravitacionales?
No. Cualquier cosa que sea masiva y esté experimentando una aceleración violenta se supone que los producirá. En la práctica, las únicas ondas gravitacionales que podríamos medir directamente serían las de eventos cataclísmicos, como dos agujeros negros que chocan y se fusionan en uno. Varios observatorios de todo el mundo están tratando de captar el ruido distante de tales fusiones de agujeros negros.
¿Por qué las ondas gravitacionales no se pueden medir directamente, sino que solo se detectan mediante un radiotelescopio?
Las ondas gravitacionales que se originaron durante la inflación todavía resuenan en todo el Universo. Pero probablemente ahora sean demasiado débiles para medir directamente. En cambio, los científicos buscan la huella que las ondas han dejado en el caldo de partículas elementales que impregnaron el Universo unos 380,000 años después del Big Bang, que vemos a través del “fondo cósmico de microondas”. Las observaciones de la radiación de fondo de microondas se realizan utilizando telescopios que detectan ondas de radio, por lo que las ‘ondas’ en el fondo causadas por las ondas gravitacionales solo pueden ser detectadas por un radiotelescopio.

¿Por qué se hizo el descubrimiento en el Polo Sur?
La estación del Polo Sur Amundsen-Scott, que alberga BICEP2, se encuentra en la capa de hielo antártico a más de 2.800 metros sobre el nivel del mar, por lo que la atmósfera es escasa. El aire también es muy seco, lo que es útil ya que el vapor de agua bloquea las microondas. Y la Antártida también está prácticamente deshabitada, por lo que no hay interferencia de teléfonos móviles, transmisiones de televisión y el resto de nuestra parafernalia electrónica.

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La radiación es el producto del Big Bang, y existe en todo el universo observable hasta la fecha. Necesita materia que pueda absorberlo, pero ahí es donde radica el problema.

Nuestro universo actual tiene una materia muy menos visible. De hecho, todo el asunto, incluidas todas las galaxias y planetas rebeldes y los meteoritos intergalácticos juntos, comprenden solo alrededor del 4% del universo. Por lo tanto, la radiación simplemente no tiene suficiente materia para ser absorbida. Y también, a escala cósmica, ni siquiera ha pasado tanto tiempo. 13.7 mil millones de años parece mucho tiempo, pero en una línea de tiempo cósmica, es solo un pequeño momento.

Más o menos por la misma razón que 20 minutos después de sacar esa olla grande de hierro fundido del fuego, la olla aún irradia calor.

Al principio, la temperatura de la radiación era de alrededor de 10 mil millones de Kelvins, ahora se trata de 3 Kelvins. Todavía se está enfriando.

Sabemos (o tenemos pruebas muy sólidas que demostrar) que vivimos en un universo en expansión. La energía dentro del universo no va a ninguna parte porque no hay otro lugar a donde ir. Entonces, la energía inicial se está extendiendo y la temperatura cae.

El Fondo Cósmico de Microondas es un síntoma de esa energía, y porque es de naturaleza anisotrópica indica por qué tenemos estrellas, galaxias y cosas.

Si algo está lo suficientemente caliente, puede tomar mucho tiempo enfriarse. Además se conserva la energía. La energía de la primera explosión puede diluirse con el tiempo, pero no ha disminuido en cantidad.

Creo que hay un par de malentendidos. Primero, “resonar” probablemente no se usa de manera técnica y precisa, sino que debe leerse como “permeando” o palabras similares que denotan la presencia de dichas ondas. En segundo lugar, el Big Bang no fue una especie de explosión que se originó en un punto particular y se expandió hacia afuera. El Big Bang es más como una oleada que tuvo lugar en todas partes ; no hay punto de origen ni exterior. Dondequiera que se encuentre en el universo y en cualquier dirección que esté mirando, detectará más o menos la misma radiación de fondo (cualesquiera que sean las diferencias, ciertamente no indican un punto de origen).

¿Dónde más sería?

Es solo luz, y no conozco ninguna teoría que sugiera que la luz se descomponga. Puede ser absorbido, pero es un gran universo y realmente no hay tantas cosas por metro cúbico para absorberlo todo.