Explicando la mancha fría en el mapa de la radiación de fondo en micro-ondas.

Mapa de la RFM. Se aprecia la “mancha fría” abajo a la derecha. Crédito de ESA Planck Collaboration.

La Radiación de Fondo en Micro-ondas (RFM) [1], es la huella del Big-Bang, del origen del Universo cuando todo nació de un gran estallido. Se la detecta en todo el cielo, menos en una región. Muchos modelos trataron de explicar esa falta de RFM, incluso con teorías que involucraban Universos paralelos al nuestro (Multiversos). Pero hay un modelo que parece explicarlo de una manera sencilla, y por lo tanto, más probable por necesitar menos elementos y condiciones.

Primero veamos cómo es que nos llega una radiación que se supone que se está alejando.
La radiación en una lluvia de fotones. En este caso, nos llegan desde muy lejos y se formaron en el Big-Bang. Luego, nos llegan porque se están alejando en todas direcciones.
Veamos. El Universo tiene muchas dimensiones de las que sólo somos capaces de ver 3 de ellas. La expansión tiene lugar en todas ellas, y lo que vemos es el reflejo en 3 dimensiones, pero no concebimos la verdadera dirección de la expansión, porque involucra dimensiones que no podemos ver por una cuestión de selección natural; somos bichos de 3 dimensiones. Si un bicho plano, que sólo concibe 2 dimensiones, es puesto en la superficie de un globo, dirá que su universo es plano. Si el globo se infla, dirá que se expande en dos dimensiones pues no concibe la dirección hacia el centro del globo. Es más, cuando llueve no sabe de dónde viene el agua; siente el calor del Sol, detecta su energía pero no sabe de dónde viene. A nosotros nos sucede lo mismo, por eso es que detectamos la RFM que nos llega a medida que se aleja en una dirección donde las componentes que viajan en las direcciones que podemos ver pasan por casa.

En su viaje, la RFM sufre cambios. Por efectos relativísticos, disminuye su frecuencia, por eso la detectamos en micro-ondas. Pero además siente otros efectos. La RFM es una lluvia de fotones como todo tipo de luz. Los fotones pierden energía cuando pasan por regiones de mucha materia debido a la acción de la gravedad ejercida por las masas en esas regiones por donde viajan. Pero a gran escala, existe la acción de la Energía Obscura (EO). Cerca nuestro, la gravedad es la ganadora, pero a grandes distancias el EO se encarga de acelerar la expansión del Universo y de hacer que los fotones ganen energía en lugar de perderla cuando pasan por regiones de mucha materia.

Los fotones de la RFM viajan de regiones de mayor densidad a menor densidad, recordemos que se están alejando luego del Big-Bang donde apareció y se expandió el Universo. Así, pierden algo de energía al pasar de una región de más materia a otra de menor materia.
Si algunos fotones encuentran en su camino una región vacía de materia, o al menos con una bajísima densidad de estructuras galácticas, perderán mucha energía. Al salir de esa zona, entrarán a una de menor densidad que la de la zona anterior a la vacía. Así recuperan muy poco de la energía que perdieron en la región vacía. Finalmente llegan con mucha menos energía, más “fríos” que los fotones que no pasaron por esa región vacía.

Luego, el “hueco” observado en la RFM puede deberse a una región o burbuja vacía en la que los fotones pierden mucha energía por la inexorable acción a gran escala de la EO, la que actúa aún en ausencia de masa.

Los trabajos continúan para conformar o no este modelo.

Referencias:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Radiación_de_fondo_de_microondas

Fuentes:

pdp.

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